Воздушный солнечный коллектор для отопления дома: Страница не найдена — Автономное тепло

Солнечное воздушное отопление Антарес Комфорт

Статьи по теме

Солнечное воздушное отопление Антарес Комфорт. Что такое солнечный коллектор.

Солнечный коллектор — это устройство для сбора даровой солнечной энергии и использования ее для нагрева теплоносителя. В качестве теплоносителя в солнечных коллекторах используют обычную воду, которая после нагрева попадает в систему горячего водоснабжения вашего дома. Главное отличие солнечных коллекторов от солнечных батарей в том, что солнечные батареи вырабатывают электричество (за счет фотоэффекта), а солнечные коллекторы вырабатывают сразу тепло.

Существует несколько типов солнечных коллекторов, но не все из них применяются в быту. Наиболее широко в настоящее время распространены плоские солнечные коллекторы и вакуумные солнечные коллекторы. Обычно их устанавливают на крышах зданий или загородных домов по возможности с южной стороны – там, где больше всего солнечного света. Также в комплекте с солнечными коллекторами ставится бак для аккумулирования в нем нагретой воды. От бака к коллектору вода поступает либо естественным путем, либо с помощью циркуляционного насоса.

Плоские солнечные коллекторы

Плоские солнечные коллекторы обычно содержат элементы, поглощающие солнечный свет (чаще всего черного цвета), прозрачное покрытие (закаленное стекло или рифленый поликарбонат) и слой термоизоляции. Внутри такого коллектора находятся полиэтиленовые или медные трубки, по которым циркулирует нагреваемая солнечным светом вода. В идеальных условиях плоские коллекторы способны нагреть воду до 190—200 °C. Плоские коллекторы достаточно дешевы, очень хорошо работают летом, не требуют очистки от снега и льда зимой, могут устанавливаться на любые крыши под любым углом. Однако не лишены плоские солнечные коллекторы и некоторых недостатков – например, они хуже работают зимой, а установить собранный плоский солнечный коллектор на крышу – не самая легкая работа.

Вакуумные солнечные коллекторы

В таких коллекторах вода прогоняется по специальным вакуумным трубкам. Внешняя поверхность таких трубок прозрачная, внутренняя поверхность покрыта специальным веществом, которое и собирает солнечное излучение, а между внутренней и внешней поверхности трубки находится вакуум. Т.е. по своей сути такая трубка мало чем отличается от обычного термоса. Как известно, тепло в термосе сохраняется очень хорошо, поэтому воду в такой вакуумной трубке в идеальных условиях можно нагреть уже до 250—300 °C, тем самым сильно повысив эффективность солнечного коллектора.

Существуют также вакуумные солнечные коллекторы с тепловыми трубками. Эффективность таких коллекторов еще выше, они способны вскипятить воду даже зимой при отрицательных температурах.

Вакуумные солнечные коллекторы хорошо работают даже зимой при температуре -30 °C и при низкой освещенности. Кроме того, монтировать их проще. Однако вакуумные солнечные коллекторы более дороги, требуют регулярной очистки от снега, а угол ската крыши, на которые они устанавливаются, должен быть не менее 20°. Т.е. на популярные сейчас дома в стиле хай тек с плоскими крышами установить такие коллекторы можно будет только на специальных стойках, обеспечивающих нужный угол.

Вообще говоря, использование солнечных коллекторов для отопления достаточно эффективно даже в нашей холодной стране. В весенне-летне-осенний период, с марта по сентябрь, на большей части территории России в среднем дневная мощность солнечного излучения составляет 4…5 кВт•ч/м² (например в солнечной Испании эти цифры не намного больше, там 5,5…6 кВт•ч/м²,). Имея такую мощность солнечного света, солнечный коллектор площадью 2 кв.м. может нагреть до 100 л воды, причем не только на широте Сочи, но и в Приморье, Забайкалье и даже в Сибири. Даже с учетом того, что в зимнее время мощность солнечной энергии может снижаться в разы, использование солнечных коллекторов любых типов весьма эффективно и достаточно выгодно с точки зрения затрат на отопление своего загородного дома. Однако пока у нас в стране, в отличие от например Германии, Австрии, Кипра, Испании и США солнечные коллекторы для отопления домов почти не используются.

Наиболее эффективно использование солнечных коллекторов в паре с воздушным отоплением домов, например с системой воздушного отопления дома Антарес Комфорт. В этом случае мы получим солнечное воздушное отопление Антарес Комфорт для загородных домов.

Солнечное воздушное отопление Антарес Комфорт. Схема установки отопления.

Схема такого отопления показана на рисунке:

Солнечное воздушное отопление Антарес Комфорт работает следующим образом:

Нагреваемая солнечным светом вода постоянно перемещается (циркулирует по-научному) между солнечным коллектором (1) и баком-аккумулятором (13). Из бака-аккумулятора горячая вода с помощью циркуляционного насоса прогоняется через установленный в агрегате воздушного отопления АВН (9) водяной нагреватель-теплообменник НВ (10), где нагревает воздух, прогоняемый вентилятором (11) через водяной нагреватель. Нагретый воздух по жесткому магистральному воздуховоду (3) и гибким шумоглушащим воздуховодам (2,14) подается в комнаты дома. Остывший воздух по обратным гибким шумоглушащим воздуховодам (7) забирается из комнат, смешивается с небольшим количеством свежего воздуха с улицы, подаваемым по специальному воздуховоду для вентиляции (15), очищается фильтром (12) и снова прогонятся через водяной нагреватель-теплообменник НВ (10). Этот цикл непрерывно повторяется. Работает солнечное воздушное отопление Антарес Комфорт под управлением электронного программируемого термостата (4) и блока автоматики БА (5).

Кроме водяного нагревателя НВ (10) в агрегат воздушного отопления АВН (9) можно установить еще и электрический нагреватель НЭ (8). Если холодной зимней ночью или в пасмурный день мощности солнечного коллектора будет недостаточно для отопления дома, то электрический нагреватель догреет воздух до нужной температуры.

Использование солнечных коллекторов в системе воздушного отопления Антарес Комфорт может снизить стоимость отопления загородного дома электричеством примерно на 30%.

Если вы хотите более подробно узнать о том, что такое воздушное отопление дома – посмотрите соответствующий раздел (воздушное отопление дома). А в разделе система воздушного отопления дома Антарес Комфорт подробно рассказано о нашей системе воздушного отопления, ее основных преимуществах и особенностях.

Купить солнечное воздушное отопление Антарес Комфорт в Москве можно, либо позвонив в группу компаний Антарес, либо написав нам на электронную почту.

 

Солнечные коллекторы для отопления дома

   Солнечные коллекторы являются на сегодняшний день наиболее эффективными устройствами, использующими энергию солнца. Для примера, коэффициент полезного действия фотоэлектрических панелей составляет всего около 14-18%, тогда как на солнечных коллекторах эффективно используется приблизительно 80-95% поглощенной солнечной энергии.

Рассмотрим, каков принцип действия солнечных коллекторов, какие их виды существуют и для каких целей используются.

Система отопления на основе солнечного коллектора вакуумного типа

Принцип работы солнечных коллекторов

 

Если кратко, то солнечные коллекторы направлены на захват тепловой солнечной энергии, ее концентрацию и последующее направление на человеческие нужды.

Рассмотрим, из чего состоит солнечный коллектор:

• Коллекторная система состоит, собственно, из коллектора, контура для теплообмена и теплового аккумулятора (обычного водяного бака).
• По солнечному коллектору происходит циркуляция теплоносителя (жидкости). В нем теплоноситель нагревается от солнечной энергии. Затем передают добытую энергию посредством теплообменника, вмонтированного в бак-аккумулятор, воде в баке.

Простейшая схема устройства бытовых солнечных коллекторов

• В баке нагретая вода хранится вплоть до ее использования, к примеру, на отопление дома солнечными коллекторами, а также другие хозяйственные нужды. Для более продолжительного сохранения воды в нагретом состоянии, бак должен обладать качественной теплоизоляцией.
• Циркуляция воды в солнечном коллекторе может производиться как естественным, так и принудительным способом.
• В бак-аккумулятор также может быть вмонтирован дублирующий электронагреватель, который при необходимости будет автоматически включаться, чтобы нагреть воду до заданной температуры при устоявшейся пасмурной погоде либо непродолжительном солнцестоянии в зимний период.

Виды солнечных коллекторов

 

Если вы планируете установить в своем доме солнечный коллектор для отопления своими руками, следует для начала определиться с подходящим типом конструкции.

Основных видов солнечных коллекторов существует два – вакуумные и плоские. Также имеется менее используемая альтернатива – воздушные коллекторы.

Особенности солнечных коллекторов различных типов

 

Рассмотрим особенности каждого вида более подробно:

1. Плоский коллектор наиболее схож по принципу действия с выше описанной моделью. Он представляет собой плоскую коробку, закрытую стеклом и содержащую особый слой, абсорбирующий тепло.

Этот слой соединен с трубками, по которым ведется циркуляция теплоносителя, в роли которого, как правило, выступает пропилен-гликоль.

Схема плоского солнечного коллектора

2. Вакуумный коллектор вместо одной коробки, покрытой стеклом, обладает рядом габаритных полых трубок, выполненных из стекла. Внутри них располагаются одна или несколько трубок меньших размеров, содержащих абсорбер тепловой энергии.

Внутренние трубки сообщаются с магистралью теплоносителя, тогда как в пространстве между наружной и внутренними трубками находится вакуум, выступающий в роли теплоизолятора.

Схема вакуумного солнечного коллектора

3. Воздушный солнечный коллектор для отопления применяют реже, поскольку воздух в сравнении с жидкостями хуже проводит тепло, поэтому КПД таких коллекторов обычно ниже.

Такой коллектор (батарея) для отопления дома чаще всего являет собой плоскую конструкцию, в которой воздух, контактируя с поглотителем солнечной энергии, нагревается и естественным образом либо при помощи вентилятора подается в отапливаемое помещение.

Схема воздушного солнечного колектора

При использовании систем с принудительной подачей воздуха потребность в энергии на работу вентилятора понизит эффективность воздушных коллекторов еще больше.

Какой солнечный коллектор лучше выбрать

 

Однозначного ответа на данный вопрос нет, поскольку каждый из них обладает своими преимуществами и недостатками:

• Например, плоские коллекторы считают более прочными и надежными благодаря более простой конструкции, тогда вакуумные солнечные коллекторы для отопления потенциально более хрупки.
• Несмотря на то, что воздушный коллектор обладает меньшим КПД, он более прост в управлении и не боится проблем, связанных с замерзанием теплоносителя и воды.
• Если плоский коллектор выходит из строя, то замене подлежит вся абсорбирующая система. При повреждении коллектора вакуумного типа, необходимо заменить лишь вышедшие из строя трубки.

Отопление солнечными коллекторами зачастую имеет следующую принципиальную схему работы

• Эффективность плоских коллекторов выше при необходимости нагрева воды на 20-40 градусов свыше температуры наружного воздуха, тогда как вакуумные коллекторы эффективней справляются с задачей нагрева до более высоких температур, что весьма актуально, если преимущественно используется солнечный коллектор зимой для отопления.
• Также вакуумные коллекторы вырабатывают больше энергии при пасмурной погоде и меньше ее теряют в зимний период от контактов с холодным окружающим воздухом.
• Если средний срок службы коллекторов составляет около 15-30лет, то этот показатель отдельно для вакуумных систем несколько ниже.

Дополнительные особенности выбора вакуумных коллекторов

 

Необходимо знать, что величины трубок вакуумных коллекторов напрямую влияют на показатель выработки энергии. Так, чем они тоньше и меньше, тем меньше тепловой энергии сможет приносить такая система. Нормальным считается диаметр трубок в 58 мм при длине 1,2-2,1 м.

Кроме того, такие коллекторы могут быть с обычными медными нагревательными трубками, передающими тепло, и с U-образными трубками, образующими миниконтуры передачи тепла в внутри каждой стеклянной трубки. Именно последние считаются наиболее продвинутыми в технологическом плане на сегодняшний день.

U-образная трубка солнечного коллектора

   Мы рассмотрели особенности различных видов солнечных коллекторов отопления и надеемся, что наши рекомендации позволят вам существенно сэкономить на использовании природных теплоносителей.

Смело используйте альтернативные источники энергии, поскольку именно за ними наше будущее.

 

Воздушные солечные коллекторы в Москве

Дом

Загородный дом для круглогодичного использования экономит средства за счет экономии на отоплении, улучшает микроклимат, нет сквозняков, так как не нужно открывать окна для проветривания

Дом (дача)

Для сезонного использования не перемерзает, проветривает, устраняет лишнюю влагу и просушивает, дом не промерзает, а соответственно не разрушается и намного дольше будет служить владельцам. Весной после зимы в доме свежий воздух(затхлость отсутствует).

Квартира

Дополнительный обогрев и проветривание, снижение сквозняков, особенно полезно, когда в квартире маленькие дети, свежий воздух, тепло и не нужно открывать окна для проветривания

Баня

Банщики оценят, прогрев парной существенно ускоряется, дров нужно меньше, после банных процедур в бане сухо и тепло, а значит баня не гниет и служит владельцу долгие годы

Гараж

Применение солнечного коллектора Solar-B energy в гараже способствует просушке и проветриванию помещения, а соответственно авто находиться в сухости и тепле, коррозии меньше, авто намного дольше остается в хорошем состоянии

Ангар

Применение воздушного солнечного коллектора Solar-B-Energy будет способствовать прогреву площади, снижению коррозии, сохранности оборудования и товарно-материальных ценностей

Теплица

Применение солнечного коллектора Solar-B energy в теплице способствует более раннему урожаю, уменьшению расходов на обогрев в зимнее время и ране весеннее и поздно осеннее

Зимний сад

Применение солнечного коллектора Solar-B energy уменьшает потребление энергии для поддержания нужной температуры в зимнем саду в холодное время года

Фермы

Применение солнечного коллектора Solar-B energy в аграрных комплексах животноводства способствует вентиляции, нагнетанию свежего теплого воздуха в помещения животноводства, уменьшению потребления кормов, за счет более создания более теплой воздушной массы, неприятный запахов меньше, соответственно персоналу и животным более комфортно там находиться

Склады

Применение солнечного коллектора Solar-B energy в складских помещения способствует лучшей сохранности продукции хранимой в складских помещениях, меньшим издержкам на отопление

Промышленные помещения

Применение солнечного коллектора Solar-B energy в промышленных помещениях способствует уменьшению расходной части на отопление и вентиляцию

Отели гостиницы

Применение солнечного коллектора Solar-B energy в гостиничных комплексах снижают издержки на отопление и вентиляцию, улучшают микроклимат, устраняют неприятные запахи и сырость

Торговые центры

Использование воздушных солнечных коллекторов Solar-B Energy в торгово-развлекательных комплексах будет способствовать существенному снижению издержек на отопление и вентиляцию комплекса.

Подвалы

Применение солнечного коллектора Solar-B energy устраняют затхлость, плесень и грибок, лишнюю сырость, способствует лучшему хранению продовольствия

Спорткомплексы

Применение солнечного коллектора Solar-B energy в спортивных комплексах снижает издержки на отопление и вентиляцию, нагнетанию большего объема свежего воздуха, лучшему самочувствию спортсменов и соответственно более эффективной тренировке

Бассейны

Применение солнечного коллектора Solar-B energy в бассейных комплексах устраняет переувлажненный воздух, снижает издержки на отопление и вентиляцию

Солнечные коллекторы Solar-B energy можно интегрировать в уже действующую систему вентиляции. Это особенно актуально для зданий и помещений в которых уже есть действующая система вентиляции

Использование солнечной энергии для коммунальных нужд набирает популярность. Объясняется это экономией денежных средств, доступностью технологий. Компания Solar B Energy занимается производством и реализацией воздушных солнечных коллекторов с октября 2017 года. Приоритетной задачей является предоставление доступных средств для организации отопления и вентиляции за счет использования энергии Солнца. Заметная экономия для потребителей, защита окружающей среды, сохранение расходуемых ресурсов планеты – главные направления развития компании.

Принцип работы

Основой служит преобразование энергии солнечных лучей в полезную тепловую и кинетическую энергии. Достигается это путем специального элемента – гелиоабсорбера. Поверх него установлено светопропускающий материал, который усиливает температурное воздействие. От попадания лучей, элемент нагревается, запускается процесс преобразования энергии. Происходит запуск вентилятора, который забирает холодный воздух из помещения или с улицы. Зависит от того, в каком режиме запущен воздушный коллектор.

Поступивший воздушный поток нагревается и поступает обратно в помещение. Тем самым инициируется процесс воздухозамещения. В зависимости от режима, производится циркуляция, либо нагрев. Таким образом, для работы вентилятора, нагрева, циркуляции используется только энергия Солнца. Устройство не требует подключения к электрической сети, работает абсолютно автономно. Для включения и отключения предусмотрена кнопка.

Разновидности

Производят воздушные солнечные коллекторы в Москве. Собственное оборудование позволяет не только вести конкурентную ценовую политику, но и поддерживать широкий ассортимент товара. Каталог содержит значительное количество модификаций, нацеленных на удовлетворение потребностей наибольшего числа заинтересованных людей. По своей функциональности агрегаты делятся на три типа:

• SB V — проветривают помещение прогретым свежим уличным воздухом (режим улица/помещение).
• SB H — циркуляция и прогрев воздушных масс внутри помещения (режим помещение/помещение).
• SB VH Универсальные, может использоваться в режиме теплого проветривания и обогрева. Менять режим можно тогда, когда это необходимо, прямо из помещения, одним нажатием.

Такое разделение дает возможность выбрать модель непосредственно для индивидуальных нужд и не переплачивать за дополнительные функции.

Также имеется подразделения по мощности. В зависимости от этого показателя, воздушный солнечный коллектор обслуживает помещения разной площади. Подобрать оптимальный вариант для индивидуального здания не составит труда. Для построек большой площади предусмотрена установка нескольких устройств. Компания Solar B Energy предоставляет услуги расчета проекта оптимального монтажа нескольких агрегатов.

Преимущества солнечных коллекторов Solar-b-energy

Использование альтернативных источников энергии выгодно как для физических, так и для юридических лиц. Обусловлено это следующими преимуществами:

• Отсутствие необходимости питания от электрической сети. Воздушный коллектор может работать автономно, соответственно его можно использовать на удаленных объектах, где отсутствуют коммуникации
• Долговечность. При производстве используются новейшие технологии и материалы, что позволяет работать устройствам свыше 10 лет без обслуживания.
• Высокий уровень пожаробезопасности. Отсутствие переменного тока, а также повышенных температур в работе, нейтрализует риск возгорания.
• Экономичность. Установка коллектора освобождает от оплаты услуг коммунальным службам, позволяет экономить на проектировании, установке и обслуживании стандартных систем вентиляции.
• Доступная стоимость. Собственное производство, а также расположение компании позволяют предложить оптимальную цену клиентам.
• Гарантийное обслуживание. Срок гарантии – 5 лет. Это доказывает долговечность материалов, качество сборки.

Solar B Energy предлагает купить воздушные коллекторы у отечественного производителя на выгодных условиях. Использование для организации систем вентиляции и отопления в промышленных зданиях и сооружениях позволят значительно снизить себестоимость производимого продукта, оптимизировать расходы на организацию и ведение бизнеса.

Использование в загородных домах дает возможность поддерживать круглогодично температуру и циркуляцию воздуха в помещениях. Таким образом, устраняется затхлость, плесень, грибок. Поддерживается оптимальный уровень влажности, что значительно повышает сроки службы помещения и предметов интерьера.

Солнечные коллекторы. Какие они бывают?

Классический солнечный коллектор представляет собой металлические пластины черного цвета, установленные на крыше дома. Цвет и положение коллектора предполагает максимальное поглощение и накапливание солнечной энергии. Эти металлические пластины помещаются в корпус, изготовленный из стекла или пластмассы. Наклон к южной стороне, при установке позволит увеличить количество поглощаемой радиации. Проще говоря, солнечный коллектор – это миниатюрная теплица, которая накапливает солнечную энергию под стеклянной панелью. Солнечная радиация распределяется по поверхности равномерно, по этому, чем больше площадь коллектора, тем больше энергии будет поглощено.

На сегодняшний день солнечная энергетика развита достаточно обширно, это дает возможность устанавливать солнечные панели различных комплектаций и размеров. Этот аспект позволяет солнечным коллекторам обеспечивать хозяйственные нужды человека, такие как отопление и снабжение горячей водой.

К примеру, существует несколько отдельных видов солнечных коллекторов, которые различаются, в зависимости от температуры, до которой они способны достигать:

• Коллекторы низких температур. Такие коллекторы дают достаточно низкие температуры – не выше 50 С. Такие коллекторы, широко применяются для подогрева воды в бассейнах, и в других случаях, когда не требуется слишком высокая температура воды.




• Коллекторы средних температур. Такой тип коллекторов способен нагревать воду от 50 до 80 С. Зачастую, такой коллектор представляет собой плоскую остекленную пластину, в которой с помощью жидкости происходит теплопередача или же это коллекторы-концентраторы. В последних тепло концентрируется и может использоваться для нагрева воды в жилых секторах.Представлен коллектор-концентратор, в большинстве случаев, вакуумированным трубчатым коллектором




• Коллектор высоких температур. Зачастую имеют форму параболических тарелок. Такое устройство, в большинстве случаев используется большими предприятиями, которые генерируют электричество и распределяют его для городских электросетей

Интегрированный коллектор

Накопительный интегрированный коллектор

На данный момент одним из самых простых видов солнечных коллектором является емкостной коллектор, который еще называются термосифонным коллектором. Такое название, данный генератор получил за счет того, что он одновременно может и аккумулировать тепло и хранить определенное, уже нагретое, количество воды. Такие коллекторы, зачастую используются для начального нагрева воды, которая впоследствии нагревается до необходимой температуры стандартными установками (газовыми, электрическими колонками и т. д.). Такой метод позволяет экономить на потреблении электричества, за счет того, что в бак котла поступает уже подогретая вода.

Рассмотрим основные плюсы такого вида коллекторов. Первое – это, конечно же, экономия на электричестве. Второе – это возможность использовать достаточно дешевую альтернативу солнечной водонагревательной системе. Третьим плюсом стоит отметить простоту использования коллектора – минимум технического обслуживания, за счет отсутствия в нем движущихся частей (насосов и прочего).

Такие коллекторы бывают также «Integrated Collector and Storage», или, проще говоря, интегрированными коллекторами-накопителями. Такой вид коллектора, зачастую представлен одним или несколькими баками, которые заполнены водой. Эти баки помещаются в теплоизоляционный ящик и накрываются стеклянной крышкой. Порою, в этот же ящик помещаются прибор-рефлектор, который позволяет увеличивать солнечное излучение. Принцип действия данного устройства достаточно прост – солнечный свет, проходя через стекло, нагревает воду. Такая простота функционирования обуславливает достаточно не большую цену самого устройства. Однако стоит помнить, что в холодное время года, воду стоит защищать от замерзания, или же сливать.

Плоские коллекторы

Такие коллекторы, пожалуй, самые популярные для использования в бытовых условиях, для нагрева воды и в отопительных системах. Внешне, такое устройство выглядит как обычный металлический ящик. Однако внутри него находиться черная платина, которая поглощает солнечный свет. Крышка у этого ящика должна быть в обязательном порядке, стеклянной или пластмассовой, дабы лучше пропускать солнечную энергию.

Остекление плоского солнечного коллектора может быть прозрачным или матовым. Зачастую, все же, отдается предпочтение матовому остеклению, поскольку такое стекло позволяет пропускать только свет. А также, содержание железа в стекле должно быть очень низким, что бы позволить пропускать большую часть поступающего света, в коллектор. Принцип действия заключается в том, что солнечный свет, попадая на пластину, тепловоспринимающую пластину, которая и вырабатывает тепло. Стекло служит теплоизоляцией, а для повышения КПД коллектора, его стенки прокладывают теплоизолятором. Такая конструкция, позволяет снизить тепловые потери до минимума.

Пластина абсорбента, или же пластина, поглощающая солнечный свет, зачастую окрашена в черный цвет, дабы увеличить количество поглощаемой солнечной энергии, ведь тот факт, то темные тела притягивают ее больше – ни для кого не секрет. Проходя через стекло, и попадая на поглощающую пластину, солнечная радиация превращается в тепловую энергию. Далее, чтобы продолжить процесс, полученное тепло передается тепловому носителю. Тепловым носителем может выступать воздух или жидкость, которые циркулируют в трубах. К сожалению, даже полностью черные поверхности, способны отражать около 10% солнечной радиации, падающей на нее. Дабы избежать этого, абсорбирующие пластины покрываются дополнительно специальным покрытием, которое призвано удерживать солнечный свет попадающие на пластину. Такое покрытие служит дольше обычной краски и позволяет повысить КПД коллектора. В состав такого селективного покрытия входит слой аморфного полупроводника, который наноситься на металлическое основание пластины.

Абсорбирующие пластины изготавливаются из металла, который наилучшим образом проводит тепло. Высокий уровень теплопроводности металла позволит уменьшить теплопотери при передаче переработанной энергии теплоносителю. К списку таких металлов можно причислить медь и алюминий. Разница между ними заключается в том, что медная пластина способна лучше проводить тепло, и более устойчива к коррозиям, в отличии от алюминиевой пластины.

Плоские солнечные коллекторы бывают жидкостными или воздушными. А в зависимости от наличия остекления, и тот и другой вид бывает как остекленным, так и не остекленным.

Жидкостные коллекторы

В солнечных коллекторах этого типа, теплоносителем выступает жидкость. Солнечная энергия, перерабатывается в поглощающей пластине в тепло, и передается жидкости, которая течет по трубам, прикрепленным к пластине. Эти трубы могут идти параллельно друг другу, но на каждой, в обязательном порядке должно быть входное и выходное отверстие. Существует возможность расположение труб в виде змеевика. Такое положение уменьшает количество соединительных отверстий, что, в свою очередь, снижает вероятность протекания. Таким образом, змеевидное расположение обеспечивает более равномерный поток жидкости-теплоносителя. Однако, могут возникать сложности при спуске жидкости перед похолоданием, поскольку в изгибах трубы может остаться жидкость.

Простые системы жидкостных солнечных коллекторов предполагают использование обычной воды, которая сразу же, нагреваясь в коллекторе, поступает пользователю. Такие модели называют «разомкнутыми» или «прямыми» системами. Однако применение таких коллекторов неудобно в регионах с низким температурным режимом. Поскольку, при снижении температуры ниже точки замерзания – необходимо сливать воду. В этот период систему использовать невозможно. Альтернативой является использование незамерзающих жидкостей вместо воды. Этот вид системы жидкостных солнечных коллекторов использует жидкие теплоноситель, который, поглощая тепло, направляется в теплообменник. Зачастую теплообменником является водяной бак, конструкция которого предполагает передачу тепла воде. Такую систему называют «замкнутой» или «непрямой».

Остекление жидкостных коллекторов позволяет нагревать воду для бытовых нужд, и для отопления дома, поскольку их КПД выше, чем у неостекленных аналогов. Неостекленные коллекторы, зачастую используют для нагрева воды в бассейнах. В последних приборах не требуется нагревать температуру до высоких температур. Это позволяет использовать менее дорогие материалы, такие как пластмасса и резина.

Воздушные коллекторы

Теплоносителем в воздушных коллекторах выступает воздух, а он не замерзает и не кипит, в отличие от воды. Этот факт позволяет избежать проблем, которым подвержены жидкостные коллекторы. К тому же, утечка в системе воздушных коллекторов приносит намного меньше трудностей, хотя, конечно же, обнаружить ее достаточно сложно. Стоит помнить, что перед материалами, используемыми в воздушных солнечных коллекторах, не стоят особо сложные эксплуатационные задачи. По этому, в воздушных системах возможно использование более дешевых материалов.

Конструкция воздушных коллекторов, представляет собой сочетание плоских коллекторов. Такой прибор используется в основном для просушки сельскохозяйственной продукции, или же для отопления помещений. Металлические панели и многослойные неметаллические экраны могут послужить поглощающими пластинами в конструкции воздушных коллекторов. Теплоноситель проходит через стенки поглотителя с помощью естественной конвекции, или с помощью специального вентилятора.

Теплопроводимость воздуха, на порядок хуже, чем проводимость тепла, жидкостью. По этому, поглотитель получает значительно меньше тепла от воздуха, чем от жидкости. Вентилятор, присоединенный к поглощающей пластине, позволяет увеличить поток воздуха, таким образом, улучшая теплоотдачу. Однако и в этой конструкции есть свои недостатки. Для работы вентиляторов, необходимо дополнительно использовать электроэнергию, а это, в свою очередь увеличивает затраты на работу системы. В условиях холодного климата, необходимо направлять воздух между поглощающей пластиной и утепленной стенкой коллектора, это позволяет избежать потерь тепла. Но не стоит применять такою циркуляцию, если, все же, воздух в помещении, нагревается на 17 С больше, чем воздух на улице. В этом случае, воздух может спокойно циркулировать без потерь эффективности.

Поговорим о достоинствах воздушных коллекторов. В первую очередь – это простота и надежность. Воздушные коллекторы имеют достаточно простое устройство, благодаря этому снижается уровень необходимости технического обслуживания, при этом увеличивая их безусловную надежность. При достойных условиях эксплуатации, срок службы качественного воздушного коллектора колеблется от 10 до 20 лет. За счет того, что теплоносителем выступает воздух, исключается необходимость использования теплообменника и термоизоляции в холодное время года.

Однако не все так красочно, в сфере солнечных воздухонагревателей. Все дело в том, что применение таких установок распространено исключительно для отопления помещений и просушки сельскохозяйственной продукции, причем, в основном, в развивающих странах. Причиной этому стало то, что существуют некоторые ограничения, для использования в промышленных условиях. Начнем с того, что по сравнению с жидкостными, воздушные коллекторы занимают достаточно большую площадь, за счет низкого уровня удельной теплоемкости. К тому же, требуется оборудовать длинный воздуховод для эффективной работы коллектора. И самая главная трудность – это необходимость использования электроэнергии для прогонки воздуха через функциональные части коллектора. Еще иногда встречаются сложности с аккумулированием самой теплоты. Все эти проблемы, даже в регионах с достаточным количеством солнечных дней, приводит к значительному увеличению стоимости на эксплуатацию и установку воздушных коллекторов.

Принцип действия солнечных коллекторов

Элементарный воздушный коллектор

Воздушные солнечные коллекторы делятся на две группы, в зависимости от способа циркуляции воздуха. В самом простейшем случае, поток теплоносителя (воздуха) в коллекторе проходит как раз под поглотителем. Таким образом, данный коллектор позволяет повысить температуру воздуха, не больше чем на 3-5 С. Причиной такого низкого КПД является потери тепла на конвекцию и излучение.

Любой прозрачный материал, с низкой проводимостью инфракрасного излучения, позволяет снижать уровень теплопотерь, при накрывании им поглотителя. Все дело в том, что поток воздуха, образовывается или под поглотителем, или между поглотителем и данным прозрачным покрытием. Прозрачная крышка (из особого стекла или пластмассы) позволяет не на много снижать уровень излучения тепла с поглотителя. Однако, это снижение конвективных тепловых потерь, может позволить увеличить температуру до 20-50 С. Но и этот параметр будет зависеть от интенсивности солнечной энергии попадающей в коллектор и качества воздушного потока. Как плюс к этому всему, наблюдается, также снижение тепловых потерь на излучение, за счет снижения температуры поглотителя. Но стоит помнит, что при этом происходит еще и снижение возможности абсорбента поглощать энергию, за счет его запыления, в том случае, если поток воздуха проходит с обеих сторон.

Накрытый поглотитель в воздушном коллекторе

Отказ от остекления металлического ящика и теплоизоляции, в некоторых случаях, позволяет существенно снижать затраты. Дело в том, что изготовляется такой коллектор из перфорированного металла черно цвета. Такой материал позволяет улучшать качество теплообмена. Принцип этого процесса заключается в том, что этот металл нагревается достаточно быстро, а вмонтированный вентилятор втягивает теплый воздух, через отверстия в металлических листах. Коллекторы такого типа, достаточно часто используются в жилых домах. Зачастую размеры такого прибора составляют 2,4 м?0,8 м, при этом скорость нагрева воздуха составляет 0,002 м3/с. Даже в солнечный зимний день, температура воздуха, который нагревается в коллекторе, может достигать разницы в 28 ?С по сравнению с наружным. К тому же, стоит учесть, что в значительной мере улучшается качество воздуха, поскольку нагревается непосредственно воздух, поступающий снаружи.

Одним из главных плюсов подобных коллекторов, является тот факт, что они достаточно эффективны. КПД некоторых промышленных моделей может достигать 70%. А их стоимость снижается, за счет уменьшается количество используемых материалов.

Вакуумированный солнечный коллектор

Плоские солнечные коллекторы, изначально создавались для использования в местах с большим количеством солнечной энергии. При плохой погоде, их эффективность достаточно не значительна. Холодная, ветреная, пасмурная погода – не позволяют работать таким коллекторам в полную мощь. Но и это не все – повышенная влажность в значительной мере неблагоприятно сказывается на состоянии внутренних деталей такого коллектора. А это влечет за собой уменьшение срока службы коллектора, а также ухудшение эффективности его работы. Дабы устранить такие недостатки были созданы вакуумированные солнечные коллекторы.

Современные вакуумированные солнечные коллекторы способны нагревать воду, для обеспечения хозяйственных нужд. Принцип действия такого прибора заключается в следующем: солнечная энергия, проходя через наружную трубку, попадает в поглощающую трубку, где и происходит превращение солнечной энергии в тепло. А далее, переработанное тепло передается теплоносителю (жидкости). Сам коллектор представляет собой сочетание определенного количества параллельных рядов стеклянных трубок. К каждой из этих трубок прикрепляется трубчатый поглотитель с селективным покрытием (аналог пластины-поглатителя в вышеописанных плоских коллекторах). Нагретая в коллекторе жидкость поступает в бак накопитель, и уже там отдает все полученное тепло воде.

Трубки в вакуумированном коллекторе можно менять. Добавлять или даже убирать, в зависимости от необходимости. Это позволяет называть такие коллекторы модульными. Но стоит помнить, что между трубками коллектора должен быть вакуум, что бы уменьшить потери тепла в процессе конвекции. Однако, радиационная потеря тепла остается. Уточним, что радиационная потеря тепла – это то тепло, которое идет на нагревание поверхностей рабочих частей коллектора. Но не стоит думать, что эти потери существенно повлияют на эффективность работы коллектора. Радиационная потеря достаточно мала, по этому можно уверенно считать, что рабочие характеристики вакуумированного коллектора достаточно велики.

На данный момент, создано большое количество вакуумированных коллекторов, которые имеют различные комплектации, а, следовательно, и разные эксплуатационные характеристики и особенности.

Создание вакуумированного коллектора – это достаточно сложный и трудоемкий процесс. Особенные трудности вызывает запайка оболочки коллектора. Проблема заключается в том, что по сей день не найдено достаточно эффективного метода создания эффективной высоковакуумной системы, при не больших затратах.

Стоит помнить, что такие вакуумированные коллекторы достаточно эффективны, по сравнению с обычными плоскими коллекторами. Все дело в том, что эффективность работы вакуумированного коллектора не зависит от качества радиации, т.е. как в условиях прямой, так и рассеянной радиации, данный коллектор работает одинаково эффективно. К тому же, вакуумное строение коллектора позволяет свести к минимуму потери тепла. Помимо всего вышесказанного, такие приборы достаточно долго и качественно служат, полностью обеспечивая все хозяйственные нужды человека.

Концентраторы

Фокусирующий солнечный коллектор

Концентраторы или же коллекторы отличаются от предыдущих описанных коллекторов тем, что их принцип действия заключается в концентрации солнечных лучей. Делается это за счет зеркальных поверхностей, которые направляют солнечную энергию конкретно на поглотители. Температура, которая обеспечивается концентраторами значительно выше, чем максимальная температура плоских коллекторов. Но стоит помнить, что концентраторы могут воспринимать исключительно прямую солнечную радиацию, по этому. В пасмурную погоду их использование не возможно. Такой тип коллекторов-концентраторов, особенно эффективен в регионах близких к экватору и в пустынных районах с большим количеством солнечных дней.

Для более эффективной работы концентратора, используется специальный прибор, который отслеживает направление солнечных лучей и поворачивает прибор к солнцу. В зависимости от оси, по которой может вращаться, такой коллектор различают одноосные и двуосные следящие устройства. Первые предполагают вращение устройства с востока на запад, а вторые, предполагают поворот устройства во все четыре стороны света, для того что бы точно отслеживать направление солнца в течение всего года. Данные коллекторы-концентраторы, в основном используются в промышленных условиях. Причиной этому стала достаточно большая стоимость этого устройства, а также необходимость постоянного технического обслуживания. Для бытового применения, они просто не приемлемы.

Солнечные печи и дистилляторы.

Солнечная печь

Помимо всех вышеописанных приборов, существуют также приборы, которые имеют достаточно простую структуру, и узкую сферу применения. К примеру, такие приборы могут выступать в роли солнечной печи, для приготовления пищи, или солнечного дистиллятора – прибора достаточно дешево очищающего воду любого состояния.

Поговорим про солнечные печи. Они достаточно просты, как при эксплуатации, таки при изготовлении. Солнечные печи представляют собой достаточно хорошо теплоизолированную коробку, которая покрыта материалом, отражающим свет (фольгой, например). Эта коробка накрывается стеклом и оборудована внешним отражателем. Кастрюля черного цвета послужит поглотителем, поскольку может намного быстрее нагреваться. Такие печи, можно использовать для стерилизации воды, при кипении.

Что касается солнечных дистилляторов, то они могут в результате своей работы предоставлять дистиллированную воду достаточно дешево, притом, что брать воду, можно практически из любого источника. Принцип работы солнечного дистиллятора лежит в основе процесса испарения, а сам прибор использует солнечную энергию, с целью ускорить этот процесс. За день работы, небольшой солнечный дистиллятор может произвести около 10 литров идеально чистой воды.

На данный момент солнечная энергия используется достаточно обширно. Одним из самых эффективных примеров его использования является метод нагрева воды солнечной энергией. Несколько миллионов жителей нашей планеты, уже достаточно долго и давно используют солнечные коллекторы для обеспечения своих нужд. Такие приборы достаточно эффективны, не требуют особых затрат на эксплуатацию, к тому же не приносят вреда окружающей среде.

Солнечный воздушный коллектор SolarBox

Применение солнечного воздушного коллектора SolarBox:

Туристические объекты

Промышленные объекты

Коммерческие объекты

Сушильные технологии

Герметичный светопрозрачный короб, внутри которого циркулирует воздух, нагреваясь от солнечного света.

Изделие автономно работает от солнечной панели. Включается в момент, когда солнце активно и выключается, когда солнца нет. Используется осенью, зимой, весной как дополнительный источник отопления или вентиляция помещения свежим подогретым воздухом. Также может работать в комбинированном режиме (отопление+вентиляция). Перенастройка режимов происходит пользователем вручную без демонтажа коллектора.

Воздушный коллектор монтируется на стене или крыше, на южной стене здания. Солнечные лучи должны попадать на коллектор беспрепятственно.

Солнечный воздушный коллектор SolarBox создаст комфортные условия для жизни и работы, здоровый микроклимат в Вашем доме, исчезнут условия развития грибка, плесени, будет чистый и свежий воздух в помещениях, обеспечится качественное вентилирование, дополнительный прогрев помещения, увеличение срока службы здания, сохранность материальных ценностей, будет значительная экономия денежных средств.

При попадании солнечных лучей на поверхность коллектора, нагревается алюминиевый абсорбер, окрашенный в чернный цвет, который находится внутри утепленного короба. Солнечный воздушный коллектор имеет с фасадной стороны светопрозрачную конструкцию, для пропускания солнечных лучей.
Воздух, который проходит сквозь нагретый абсорбер, нагревается, и вентилятором подается в помещение нагретым. Разница температуры воздуха на входе и выходе из солнечного воздушного коллектора SolarBox составляет 20-40 градусов в солнечную погоду.
Работа вентилятора обеспечивается подачей энергии от солнечной панели, встроенной в солнечный коллектор. Коллектор работает только в солнечную погоду.

Принцип работы солнечного воздушного коллектора

Схемы установки воздушного солнечного коллектора:

Существует несколько схем установки и крепления солнечных воздушных коллекторов, наиболее распространенные — на стене, на крыше, рядом с домом. Место установки и способы крепления подбираются индивидуально, исходя из характеристик объекта, и по желанию заказчика. Солнечные воздушные коллекторы SolarBox устанавливаются на солнечной стороне здания под таким углом, чтобы их нагрев от солнечных лучей был максимальным.

SolarBox 2,0

SolarBox 0,7

Габариты коллектора: 960x1970x50 мм
Максимальная площадь помещения, где установлен коллектор: 100 кв.м.
Объем воздушного потока: до 60 куб.м./час.
Расстояние между центрами отверстий: 1540 мм.
Масса изделия в упаковке: 25,0 кг.

Габариты коллектора: 670x1000x50 мм.
Максимальная площадь помещения, где установлен коллектор: 50 кв.м.
Объем воздушного потока: до 60 куб.м./час.
Расстояние между центрами отверстий: 660 мм.
Масса изделия в упаковке: 15,0 кг.

Модельный ряд солнечного воздушного коллектора SolarBox

Солнечный воздушный коллектор SolarBox может работать в 3 режимах:

Режим отопления.

Режим вентиляции.

Режим комбинированный (отопление и вентиляции).

Ручной электрический выключатель, (прилагается), позволяет отключать вентилятор, когда прогрев и вентиляция воздуха не требуется.
Потребитель самостоятельно устанавливает необходимый для него режим работы коллектора.

Воздух в коллектор поступает из помещения, нагревается и возвращается нагретым в помещение. Этот режим используют, как дополнительное отопление помещения. В солнечные дни в помещении может быть достаточно тепло только лишь от воздушного солнечного коллектора, и не потребуется включения основного отопления: газового, электрического или от другого источника тепла;

Свежий холодный воздух с улицы через фильтр поступает в коллектор, подогревается, проходя сквозь нагретый от солнца коллектор, и поступает в помещение нагретым. В зимний и осенне — весенний период ценно то, что свежий воздух заходит в помещение не холодным, а подогретым. Люди меньше болеют, помещение не выхолаживается, происходит циркуляция воздуха в помещении, проживание стает более комфортным.

Воздух в коллектор поступает из помещения для отопления, но дополнительно открывается клапан для частичного подмешивания свежего воздуха. Свежий холодный воздух будет смешиваться с теплым воздухом из помещения, и будет поступать в помещение подогретым солнцем.

Отзывы владельцев солнечных коллекторов ЯSolar

	Солнечная водонагревательная система с солнечными коллекторами ЯSolar в г. Агидель Монтаж системы: Самостоятельно клиентом Отзыв о системе: Положительные. Ситсема используется для помощи системе отопления, собираются статистические данные.
	Солнечная водонагревательная система с солнечными коллекторами ЯSolar в г. Владивостоке Монтаж системы: Нашим партнером ООО «Спецэнергомонтаж-ДВ» Отзыв о системе: «Солнечная установка из 12 плоских коллекторов поставщик ООО «Новый Полюс» отопление выполнено теплыми полами, бак аккумулятор на 300 и 500 л. Приоритет на бак ГВС 300 л., затем,нагрев бака 500 л.свыше 40 градусов идет отбор тепловой энергии на отопление т. е. при достаточной разности температур обратки отопления и верхней части бака аккумулятора, при повышении температуры теплоносителя свыше 40 градусов, термосмесительный клапан, закрываясь, направляет тепловую энергию на нагрев баков-аккумуляторов. Приоритет бака 300 л. (ГВС), нагрев воды до 55 градусов, затем клапан с электроприводом переключает на 500 л. нагрев до 95 градусов. В летний период ручным клапаном переводим 500 л. бак на первую ступень нагрева ГВС, тем самым увеличивая запас ГВС до 800 л.»   С отчетом по работе системы зимой можно ознакомиться здесь …
	Солнечная водонагревательная система с солнечными коллекторами ЯSolar   Монтаж системы: Самостоятельно клиентом. Отзыв о системе: «Коллекторы монтировали своими силами. Сделали металлическую раму, которая просто ложиться на крышу и цепляется за конек (без крепления), на нее просто сверху положили коллекторы (монтаж получился весьма надежным).    Коллекторы запитали на прямую из бассейна. Циркуляцию выставили по механическому таймеру (примерно с 7 утра до 7 вечера) Объем бассейна 38 кубов. Температура воды в бассейне в солнечный день повышается на 2-3 градуса (солнце также попадает на сам бассейн) Из трубы обратки идет заметно теплая вода (замеры разницы температур не делали).    Место на крыше нам позволяет вместить туда еще два коллектора, на следующий сезон собираюсь дополнить.    Система меня полностью устраивает.»
	Солнечная водонагревательная система с солнечными коллекторами ЯSolar в г.Сергиев Посад.   Монтаж системы: Самостоятельно клиентом. Отзыв о системе: Положительный.
	Солнечная водонагревательная система с солнечными коллекторами ЯSolar в г. Владивостоке.   Монтаж системы:Нашим партнером ООО «Спецэнергомонтаж-ДВ» Отзыв о системе: Положительный. «Температура теплоносителя зимой после замены одного ряда [китайских солнечных коллекторов] поднялась на 4-5 градуса. В планах поменять остальные.»
	Солнечная водонагревательная система с солнечными коллекторами ЯSolar в Тверской области .   Монтаж системы: Самостоятельно клиентом. Отзыв о системе: Положительный.
	Солнечная водонагревательная система с солнечными коллекторами в г.Нижний Новгород.   Монтаж системы: Самостоятельно клиентом. Отзыв о системе: Положительный. «На улице 20 мороза. Па трубки нагревается так что обжигает руку. Спасибо»
	Солнечная водонагревательная система с солнечными коллекторами «Сокол» в г.Сочи.   Монтаж системы: Самостоятельно клиентом по нашим инструкциям. Отзыв о системе: «Высылаю фото системы… Сейчас в солнечную погоду нагревает 500 л., где-то к 13-00 до температуры 65, после часа второй бак [500л] нагревается до 70 градусов. Нужна еще одна система, цель, нагрев 500л. для нужд кухни и подогрев бассейна. Бассейн глубина 1,5 диаметр 8 метров(круглый), в зимнее время будет использоваться для обогрева помещения (теплый пол), площадь 120кв.м.
	Солнечная водонагревательная система с солнечными коллекторами «Сокол» в г.Пскове.   Монтаж системы: Самостоятельно клиентом. Отзыв о системе: «Систему запустил, все работает, я доволен [19 марта 2013г.]. Отработала система 2 дня, 160 литровую бочку нагревает до 58-60 градусов. Работать начинает часов с 11 до 17.15-17.30. По поводу инея на СК – в приложенном файле время+температура в СК+температура на улице (на датчик температуры СК светит солнце, датчик температуры воздуха висит на западе и сейчас не освещен солнцем) + фото как начал оттаивать СК и в течении дня изменения температур. День был не самый солнечный – иногда набегали облака, да и день был выходной – соответственно был водоразбор, поэтому на фото контроллера всего +53,6 В будние дни вода в баке поднималась до 64 градусов. [Температура окружающего воздуха -12°C]
	Солнечная водонагревательная система с солнечными коллекторами «Сокол» в г.Елань.   МУНИЦИПАЛЬНОЕ БЮДЖЕТНОЕ УЧРЕЖДЕНИЕ ЗДРАВООХРАНЕНИЯ ЕЛАНСКАЯ ЦЕНТРАЛЬНАЯ РАЙОННАЯ БОЛЬНИЦА
	Солнечная водонагревательная система с солнечными коллекторами «Сокол» в г.Магнитогорске.   Монтаж системы: Самостоятельно клиентом. Отзыв о системе: «К примеру 21 февраля поступило 0,01995 Гкал тепла = 19.661 кВ. Теперь по коллекторам. Собственно они работают замечательно. Теплосчётчик считает у меня количество поступившего тепла. Вот данные по пяти дням февраля: 20 февр. = 0,02131 гКал\час [21,1 кВт] 21 февр. = 0,01995 гКал\час [19,7 кВт] 22 февр. = 0,01166 гКал\час [11,2 кВт] 23 февр. = 0,01693 гКал\час [16,7 кВт] 24 февр. = 0,02376 гКал\час [23,5 кВт] Коллекторы расположены на стене дома — вертикально. Есть небольшое затенение, с юго-востока нижних двух, от стоящей невдалеке бани. Периода монтажа их осенью прошлого года [2012 года] — по ним всё видно. Да — выход сверху. Там получается, поскольку — всё экспериментальное, то — подача в коллекторы — с нижнего, потом теплоноситель поднимается вверх, заходит в дом и снова опускается на первый этаж в бойлер. Так, что — магистраль длинная, но — по другому — никак. Воздухоотводчики в доме.»
	Солнечная водонагревательная система с солнечными коллекторами «Сокол» в Московской области .   Монтаж системы: Нашими партнерами. Отзыв о системе: Отлично работает совместно с тепловым насосом.
	Солнечная водонагревательная система с солнечными коллекторами «Сокол» в г.Улан-Удэ.   Монтаж системы: Самостоятельно клиентом. Отзыв о системе: «Систему запустили 3 года назад, когда дом еще не был обшит. На то время все коллектора были расположены вертикально. Максимальная температура в 400 литровом баке зимой достигала 40 градусов, весной (март-апрель) достигала 70, а летом — 60. Поэтому два коллектора поставили под углом примерно 15 градусов от вертикали. Это позволило летом нагревать воду до 70 градусов. На данный момент дом обшит и коллектора оказались утепленными. Поэтому теплоотдача зимой увеличилась до 60 градусов.»
	Солнечная водонагревательная система с солнечными коллекторами «Сокол» в г.Пушкино.   Монтаж системы: Самостоятельно клиентом. Отзыв о системе: Отлично.
	Солнечная водонагревательная система с солнечными коллекторами «Сокол» в г.Адлере.   Монтаж системы: Нашими партнёрами. Отзыв о системе: Отлично.
	Солнечная водонагревательная система с солнечными коллекторами «Сокол» в г.Моздоке.   Монтаж системы: Самостоятельно клиентом. Отзыв о системе: Отлично.
	Солнечная водонагревательная система с солнечными коллекторами «Сокол» в г. Владивостоке.   Монтаж системы: Нашими партнёрами. Отзыв о системе: Отлично.
	Солнечная водонагревательная система с солнечными коллекторами «Сокол» и солнечным модулем в г.Апрелевке.   Монтаж системы: Самостоятельно клиентом с помощью наших сотрудников и инструкций. Отзыв о системе: Отлично.
	Солнечная водонагревательная система с солнечным коллектором «Сокол» в г.Тольятти.   Монтаж системы: Самостоятельно клиентом. Отзыв о системе: Отлично. Численные показатели: «При -21 в декабре 200 литров нагрелись с +8°С до +32°С.»
	Солнечная водонагревательная система с солнечными коллекторами «Сокол» в г.Киров.   Монтаж системы: Самостоятельно клиентом Отзыв о системе: Отлично. «При использовании двух коллекторов в летнее время горячей воды хватало на пять человек без ограничений. По предоставленным материалам по монтажу системы вопросов почти не возникало, вопрос встал только по заправке системы теплоносителем (антифризом).» Численные показатели: «В Кировской области с середины июня по середину июля температура воздуха была + 28 + 32 градуса. Днём термосопротивление на коллекторах (два коллектора) показывало + 60 + 70 градусов, ночью + 20 + 25 градусов. Холодная вода из скважины имела температуру + 12 градусов. Температура в баке аккумуляторе (бак 220 литров) постоянно держалась + 45 + 55 градусов. Сейчас в Кирове последние дни + 37, верхний датчик доходит до + 80, в баке вода до + 70. Общий объём воды в системе примерно 12 — 13 литров. Давление в системе: ночью при не работающем насосе 0,3 — 0,4 бар, утром при нагреве коллекторов и включении насоса 1,0 — 1,5 бар, днём в жаркое время 2,0 — 3,0 бар. В доме проживало 5 человек. Горячую воду использовали для умывания, мытья посуды, душа по 3 — 4 раза ежедневно на каждого человека и помывки в достаточно большой и много потребляющей воды гидромассажной ванне — кабине. Недостатка в горячей воде не испытывали. Дальнейшие наблюдения продолжим в осеннее и зимнее время, но там будет двое проживающих. Отзыв по работе системы солнечных коллекторов положительный.»
	Солнечная водонагревательная система с солнечными коллекторами «Сокол» в г.Солнечногорске.   Монтаж системы: Самостоятельно клиентом. Отзыв о системе: Отлично.
	Солнечная водонагревательная система с солнечными коллекторами «Сокол» в г.Риге.   Монтаж системы: Самостоятельно клиентом. Отзыв о системе: Отлично. Численные показатели: «Солнечные коллекторы у нас работают зимой на отопление. Работают великолепно. На улице было -6С, а в системе (в радиаторах) было +24С. Когда я закрыл радиаторы и оставил в работе только малый круг, то температура превысила +50С.»
	Солнечная водонагревательная система с солнечными коллекторами «Сокол» в г. Владивостоке.   Монтаж системы: Самостоятельно клиентом. Отзыв о системе: Отлично. «Коллектор со снегом обычно к обеду уже чистый, и работает.» Численные показатели: «Зимой в нашем регионе коллектора работают по 4 часа, сейчас [9 апреля] по 7-8 часов, нагревают 160 литров до 50 градусов. Как видете на фото, на крыше есть еще место, так что возможно к зиме закажу еще.»
	Солнечная водонагревательная система с солнечными коллекторами «Сокол» в г. Волгограде. Демонстрационная зона расположена в черте города Волгограда на территории Лечебно Клинического Корпуса (ЛКК) Волгоградской ГосСельхозАкадемии Монтаж системы: Самостоятельно клиентом. Отзыв о системе:Отлично
	Солнечная водонагревательная система с солнечным коллектором «Сокол» в г.Тольятти.   Монтаж системы: Нашими партнёрами . Отзыв о системе: «Коллекторы работают прекрассно! Даже зимой в бойлере 160L вода нагревалась до 40 гр.С»

Солнечное отопление частного дома: обзор лучших конструкций

Использование “зеленой” энергии, поставляемой природными стихиями, позволяет существенно сокращать коммунальные расходы. К примеру, устроив солнечное отопление частного дома, вы будете снабжать фактически бесплатным теплоносителем низкотемпературные радиаторы и системы теплых полов. Согласитесь, это уже экономия.

Все о “зеленых технологиях” вы узнаете из предложенной нами статьи. С нашей помощью вы запросто разберетесь в разновидностях солнечных установок, способах их устройства и специфике эксплуатации. Наверняка заинтересуетесь одним из популярных вариантов, интенсивно работающих в мире, но не слишком пока востребованных у нас.

В представленном вашему вниманию обзоре разобраны конструктивные особенности систем, детально описаны схемы подключения. Приведен пример расчета солнечного отопительного контура для оценки реалий его сооружения. В помощь самостоятельным мастерам прилагаются фото-подборки и видео.

Содержание статьи:

“Зеленые” технологии получения тепла

В среднем 1 м² поверхности земли получает 161 Вт солнечной энергии в час. Разумеется, на экваторе этот показатель будет во много раз выше чем в Заполярье. Кроме того, плотность солнечного излучения зависит от времени года.

В Московской области интенсивность солнечного излучения в декабре-январе отличается от мая-июля более чем в пять раз. Однако современные системы настолько эффективны, что способны работать практически всюду на земле.

Современные гелиосистемы способны эффективно работать в пасмурную и холодную погоду до -30°С

Задача использования с максимальным КПД решается двумя путями: прямой нагрев в тепловых коллекторах и солнечные фотоэлектрические батареи. Солнечные батареи вначале преобразуют энергию солнечных лучей в электричество, затем передают через специальную систему потребителям, например электрокотлу.

Тепловые коллекторы нагреваясь под действием солнечных лучей нагревают теплоноситель систем отопления и горячего водоснабжения.

Галерея изображений

Фото из

Солнечные коллекторы — основные поставщики подготовленного к использованию теплоносителя в системы отопления загородных домов

Коллектор представляет собой систему трубок, незакрытых или закрытых темной, усиливающей эффект поглощения солнечных лучей поверхностью

Трубки открытых солнечных приборов изнутри покрыты составом, привлекающим к себе солнечные лучи и усиливающим действие

Трубчатые разновидности коллекторов применяются в подогреве всех видов теплоносителей, задействованных в системах отопления

В наших широтах тепла, поступающего в результате переработки солнечной энергии, недостаточно для полноценной работы отопления. Повысить производительность поможет концентрическая форма и крупногабаритная лупа

Модификации солнечных коллекторов, позволяющие привлечь наибольшее количество солнечных лучей, выпускаются в виде вогнутых концентраторов с зеркальным отражателем

Модели, используемые для получения переработанной солнечной энергии в больших масштабах, оснащают устройствами «слежения» за движением солнца

Усиливают производительность системы не только с помощью изменения формы и использования устройств движения. В основном повышают, увеличивая приемную площадь

Солнечный коллектор на крыше дома

Прибор с поглощающей поверхностью

Открытый вакуумный солнечный коллектор

Для воздушного и парового отопления

Линза для повышения производительности прибора

Коллектор концентратор с отражателем

Промышленная модель с устройством движения

Мощная группа коллекторов-концентраторов

Тепловые коллекторы бывают нескольких видов, в числе которых открытые и закрытые системы, плоские и сферические конструкции, полусферические коллекторы концентраторы и многие другие варианты. Тепловая энергия, полученная с солнечных коллекторов используется для нагревания горячей воды или теплоносителя системы отопления.

Промышленность в широком ассортименте производит коллекторные системы для включения в независимую отопительную сеть. Однако простейший вариант для дачи несложно сделать собственноручно:

Галерея изображений

Фото из

Самодельный закрытый солнечный коллектор

Простейшая конструкция

Змеевик коллектора из медных трубок

Методы усиления эффективности

Использование жестких водопроводных труб и фитингов

Пластиковые бутылки в изготовлении коллекторов

Воздушный солнечный коллектор из металлических банок

Полимерные трубы в самостоятельном производстве

Несмотря на явный прогресс в разработке решений по собиранию, аккумулированию и использованию солнечной энергии, существуют достоинства и недостатки.

Эффективное использование энергии солнца

Самым очевидным плюсом использования энергии солнца является ее общедоступность. На самом деле даже в самую хмурую и облачную погоду солнечная энергия может быть собрана и использована.

Второй плюс – это нулевые выбросы. По сути, это самый экологически чистый и естественный вид энергии. и коллекторы не производят шума. В большинстве случаев устанавливаются на крышах зданий, не занимая полезную площадь загородного участка.

Эффективность солнечного отопления в наших широтах довольно низка, что объясняется недостаточным количеством солнечных дней для регулярной работы системы (+)

Недостатки, связанные с использованием энергии солнца, заключаются в непостоянстве освещенности. В темное время суток становится нечего собирать, ситуация усугубляется тем, что пик отопительного сезона приходится на самые короткие световые дни в году. Необходимо следить за оптической чистотой панелей, незначительное загрязнение резко снижает КПД.

Кроме того, нельзя сказать, что эксплуатация системы на солнечной энергии обходится полностью бесплатно, существуют постоянные затраты на амортизацию оборудования, работу циркуляционного насоса и управляющей электроники.

Существенный недостаток отопления, основанного на применении солнечных коллекторов, заключается в отсутствии возможности накапливать тепловую энергию. В схему включен только расширительный бак (+)

Открытые солнечные коллекторы

Открытый солнечный коллектор представляет собой незащищенную от внешних воздействий систему трубок, по которым циркулирует нагреваемый непосредственно солнцем теплоноситель.

В качестве теплоносителя применяется вода, газ, воздух, антифриз. Трубки либо закрепляются на несущей панели в виде змеевика, либо присоединяются параллельными рядами к выходному патрубку.

Солнечные коллекторы открытого типа не способны справиться с отоплением частного дома. Из-за отсутствия изоляции теплоноситель быстро остывает. Их используют в летнее время в основном для нагрева воды в душевых или бассейнах

У открытых коллекторов нет обычно никакой изоляции. Конструкция очень простая, поэтому имеет невысокую стоимость и часто изготавливается самостоятельно.

Ввиду отсутствия изоляции практически не сохраняют полученную от солнца энергию, отличаются низким КПД.  Применяются их преимущественно в летний период для подогрева воды в бассейнах или летних душевых.

Устанавливаются в солнечных и теплых регионах, при небольших перепадах температуры окружающего воздуха и подогреваемой воды. Хорошо работают только в солнечную, безветренную погоду.

Самый простой солнечный коллектор с теплоприемником, сделанным из бухты полимерных труб, обеспечит поставку подогретой воды на даче для полива и бытовых нужд

Трубчатые коллекторные разновидности

Трубчатые солнечные коллекторы собираются из отдельных трубок, по которым курсирует вода, газ или пар. Это одна из разновидностей гелиосистем открытого типа. Однако теплоноситель уже намного лучше защищен от внешнего негатива. Особенно в вакуумных установках, устроенных по принципу термосов.

Каждая трубка подключается к системе отдельно, параллельно друг другу. При выходе из строя одной трубки ее легко поменять на новую. Вся конструкция может собираться непосредственно на кровле здания, что значительно облегчает монтаж.

Трубчатый коллектор имеет модульную структуру. Основным элементом является вакуумная трубка, количество трубок варьируется от 18 до 30, что позволяет точно подобрать мощность системы

Веский плюс трубчатых солнечных коллекторов заключается в цилиндрической форме основных элементов, благодаря которым солнечное излучение улавливается круглый световой день без применения дорогостоящих систем слежения за передвижением светила.

Специальное многослойное покрытие создает своего рода оптическую ловушку для солнечных лучей. На схеме частично показана внешняя стенка вакуумной колбы отражающая лучи на стенки внутренней колбы (+)

По конструкции трубок различают перьевые и коаксиальные солнечные коллекторы.

Коаксиальная трубка представляет собой сосуд Дьаюра или всем знакомый термос. Изготовлены из двух колб между которыми откачан воздух. На внутреннюю поверхность внутренней колбы нанесено высокоселективное покрытие эффективно поглощающее солнечную энергию.

При цилиндрической форме трубки солнечные лучи всегда падают перпендикулярно поверхности

Тепловая энергия от внутреннего селективного слоя передается тепловой трубке или внутреннему теплообменнику из алюминиевых пластин. На этом этапе происходят нежелательные теплопотери.

Перьевая трубка представляет собой стеклянный цилиндр со вставленным внутрь перьевым абсорбером.

Свое название система получила от перьевого абсорбера, который плотно обхватывает тепловой канал из теплопроводящего металла

Для хорошей теплоизоляции из трубки откачан воздух. Передача тепла от абсорбера происходит без потерь, поэтому КПД перьевых трубок выше.

По способу передачи тепла есть две системы: прямоточные и с термотрубкой (heat pipe). Термотрубка представляет собой запаянную емкость с легкоиспаряющейся жидкостью.

Поскольку легкоиспаряющаяся жидкость естественным образом стекает на дно термотрубки, минимальный угол наклона составляет 20° С

Внутри термотрубки находится легкоиспаряющаяся жидкость, которая воспринимает тепло от внутренней стенки колбы или от перьевого абсорбера. Под действием температуры жидкость закипает и в виде пара поднимается вверх. После того как тепло отдано теплоносителю отопления или горячего водоснабжения, пар конденсируется в жидкость и стекает вниз.

В качестве легкоиспаряющейся жидкости часто применяется вода при низком давлении. В прямоточной системе используется U-образная трубка, по которой циркулирует вода или теплоноситель системы отопления.

Одна половина U-образной трубки предназначена для холодного теплоносителя, вторая отводит нагретый. При нагреве теплоноситель расширяется и поступает в накопительный бак, обеспечивая естественную циркуляцию. Как и в случае систем с термотрубкой, минимальный угол наклона должен составлять не менее 20⁰.

При прямоточном подключении давление в системе не может быть высоким, так как внутри колбы технический вакуум

Прямоточные системы более эффективны так как сразу нагревают теплоноситель. Если системы солнечных коллекторов запланированы к использованию круглый год, то в них закачивается специальные антифризы.

Применение трубчатых солнечных коллекторов имеет ряд достоинств и недостатков. Конструкция трубчатого солнечного коллектора состоит из одинаковых элементов, которые относительно легко заменить.

Достоинства:

• низкие теплопотери;
• способность работать при температуре до -30⁰С;
• эффективная производительность в течение всего светового дня;
• хорошая работоспособность в областях с умеренным и холодным климатом;
• низкая парусность, обоснованная способностью трубчатых систем пропускать сквозь себя воздушные массы;
• возможность производства высокой температуры теплоносителя.

Конструктивно трубчатая конструкция имеет ограниченную апертурную поверхность.

Обладает следующими недостатками:

• не способна к самоочистке от снега, льда, инея;
• высокая стоимость.

Несмотря на первоначально высокую стоимость, трубчатые коллекторы быстрее окупаются. Имеют большой срок эксплуатации.

Трубчатые коллекторы относятся к гелиоустановкам открытого типа, потому не подходят для круглогодичного использования в системах отопления (+)

Плоские закрытые системы

Плоский коллектор состоит из алюминиевого каркаса, специального поглощающего слоя – абсорбера, прозрачного покрытия, трубопровода и утеплителя.

В качестве абсорбера применяют зачерненную листовую медь, отличающуюся идеальной для создания гелиосистем теплопроводностью. При поглощении солнечной энергии абсорбером происходит передача полученной им солнечной энергии теплоносителю, циркулирующему по примыкающей к абсорберу системе трубок.

С наружной стороны закрытая панель защищена прозрачным покрытием. Оно изготовлено из противоударного закаленного стекла, имеющего полосу пропускания 0,4-1,8мкм. На такой диапазон приходится максимум солнечного излучения. Противоударное стекло служит хорошей защитой от града. С тыльной стороны вся панель надежно утеплена.

Плоские солнечные коллекторы отличаются максимальной производительностью и простой конструкцией. КПД их увеличен за счет применения абсорбера. Они способны улавливать рассеянное и прямое солнечное излучение

В перечне преимуществ закрытых плоских панелей числятся:

• простота конструкции;
• хорошая производительность в регионах с теплым климатом;
• возможность установки под любым углом при наличии приспособлений для изменения угла наклона;
• способность самоочищаться от снега и инея;
• низкая цена.

Плоские солнечные коллекторы особенно выгодны, если их применение запланировано еще на стадии проектирования. Срок службы у качественных изделий составляет 50 лет.

К недостаткам можно отнести:

• высокие теплопотери;
• большой вес;
• высокая парусность при расположении панелей под углом к горизонту;
• ограничения в производительности при перепадах температуры более 40°С.

Сфера применения закрытых коллекторов значительно шире, чем гелиоустановок открытого типа. Летом они способны полностью удовлетворить потребность в горячей воде. В прохладные дни, не включенные коммунальщиками в отопительный период, они могут поработать вместо газовых и электрообогревателей.

Желающим собственными руками для устройства отопления на даче предлагаем ознакомиться с проверенными на практике схемами и пошаговыми инструкциями по сборке.

Сравнение характеристик солнечных коллекторов

Самым главным показателем солнечного коллектора является КПД. Полезная производительность разных по конструкции солнечных коллекторов зависит от разности температур. При этом плоские коллекторы значительно дешевле трубчатых.

Значения КПД зависят от качества изготовления солнечного коллектора. Цель графика показать эффективность применения разных систем в зависимости от разницы температуры

При выборе солнечного коллектора стоит обратить внимание на ряд параметров показывающих эффективность и мощность прибора.

Для солнечных коллекторов есть несколько важных характеристики:

• коэффициент адсорбции – показывает отношение поглощенной энергии к общей;
• коэффициент эмиссии – показывает отношение переданной энергии к поглощенной;
• общая и апертурная площадь;
• КПД.

Апертурная площадь – это рабочая площадь солнечного коллектора. У плоского коллектора апертурная площадь максимальна. Апертурную площадь равна площади абсорбера.

Способы подключения к системе отопления

Поскольку устройства на солнечной энергии не могут обеспечить стабильное и круглосуточное снабжение энергией, необходима система устойчивая к этим недостаткам.

Для средней полосы России солнечные устройства не могут гарантировать стабильный приток энергии, поэтому используются как дополнительная система. Интегрирование в существующую систему отопления и горячего водоснабжения отличается для солнечного коллектора и солнечной батареи.

Схема с водяным коллектором

В зависимости от целей использования теплового коллектора применяются разные системы подключения. Вариантов может быть несколько:

1. Летний вариант для горячего водоснабжения
2. Зимний вариант для отопления и горячего водоснабжения

Летний вариант наиболее простой и может обходится даже без , используя естественную циркуляцию воды.

Вода нагревается в солнечном коллекторе и за счет теплового расширения поступает в бак-аккумулятор или бойлер. При этом происходит естественная циркуляция: на место горячей воды из бака засасывается холодная.

Зимой при отрицательных температурах прямой нагрев воды не возможен. По закрытому контуру циркулирует специальный антифриз, обеспечивая перенос тепла от коллектора к теплообменнику в баке

Как любая система основанная на естественной циркуляции работает не очень эффективно, требуя соблюдения необходимых уклонов. Кроме того, аккумулирующий бак должен быть выше чем солнечный коллектор. Чтобы вода оставалась как можно дольше горячей бак необходимо тщательно утеплить.

Если Вы хотите действительно добиться максимально эффективной работы солнечного коллектора, схема подключения усложниться.

Чтобы ночью коллектор не превратился в радиатор охлаждения необходимо прекращать циркуляцию воды принудительно

По системе солнечного коллектора циркулирует незамерзающий теплоноситель. Принудительную циркуляцию обеспечивает насос под управлением контроллера.

Контроллер управляет работой циркуляционного насоса основываясь на показаниях как минимум двух температурных датчиков. Первый датчик измеряет температуру в накопительном баке, второй – на трубе подачи горячего теплоносителя солнечного коллектора.

Как только температура в баке превысит температуру теплоносителя, в коллекторе контроллер отключает циркуляционный насос, прекращая циркуляцию теплоносителя по системе. В свою очередь при понижении температуры в накопительном баке ниже заданной включается отопительный котел.

Новым словом и эффективной альтернативой солнечным коллекторам с теплоносителем стали системы с , с принципом действия и устройства которых мы предлагаем ознакомиться.

Схема с солнечной батареей

Было бы заманчиво применить схожую к электросети, как это реализовано в случае солнечного коллектора, накапливая поступившую за день энергию. К сожалению для системы электроснабжения частного дома создать блок аккумуляторов достаточной емкости очень дорого. Поэтому схема подключения выглядит следующим образом.

При снижении мощности электрического тока от солнечной батареи блок АВР (автоматическое включение резерва) обеспечивает подключение потребителей к общей элетросети

С солнечных панелей заряд поступает на контроллер заряда, который выполняет несколько функций: обеспечивает постоянную подзарядку аккумуляторов и стабилизирует напряжение. Далее электрический ток поступает на инвертор, где происходит преобразование постоянного тока 12В или 24В в переменный однофазный ток 220В.

Увы, наши электросети не приспособлены для получения энергии, могут работать только в одном направлении от источника к потребителю. По этой причине вы не сможете продавать добытую электроэнергию или хотя бы заставить счетчик крутиться в обратную сторону.

Использование солнечных батарей выгодно тем, что они предоставляют более универсальный вид энергии, но при этом не могут сравнится по эффективности с солнечными коллекторами. Однако последние не обладают возможностью накапливать энергию в отличие от солнечных фотоэлектрических батарей.

Галерея изображений

Фото из

Солнечные электростанции в отоплении дома

Процесс установки солнечных панелей на кровлю

Самостоятельный монтаж прибора на крышу гаража

Самодельный электроприбор для солнечного отопления

Все о вариантах организации отопления частного дома на солнечных батареях вы найдете .

Пример расчета необходимой мощности

При расчете необходимой мощности солнечного коллектора очень часто ошибочно производят вычисления, исходя из поступающей солнечной энергии в самые холодные месяцы года.

Дело в том, что в остальные месяцы года вся система будет постоянно перегреваться. Температура теплоносителя летом на выходе из солнечного коллектора может достигать 200°С при нагреве пара или газа, 120°С антифриза, 150°С воды. Если теплоноситель закипит, он частично испариться. В результате его придется заменить.

Компании производители рекомендуют исходить из таких цифр:

• обеспечение горячего водоснабжения не более 70%;
• обеспечение отопительной системы не более 30%.

Остальное необходимое тепло должно вырабатывать стандартное отопительное оборудование. Тем не менее при таких показателях в год экономится в среднем около 40% на отоплении и горячем водоснабжении.

Мощность вырабатываемая одной трубкой вакуумной системы зависит от географического местоположения. Показатель солнечной энергии падающей в год на 1 м² земли называется инсоляцией.

Зная длину и диаметр трубки, можно высчитать апертуру – эффективную площадь поглощения. Остается применить коэффициенты абсорбции и эмиссии для вычисления мощности одной трубки в год.

Пример расчета:

Стандартная длина трубки составляет 1800 мм, эффективная – 1600 мм. Диаметр 58 мм. Апертура – затененный участок создаваемый трубкой. Таким образом площадь прямоугольника тени составит:

S = 1,6 * 0,058 = 0,0928м²

КПД средней трубки составляет 80%, солнечная инсоляция для Москвы составляет около 1170 кВт*ч/м² в год. Таким образом одна трубка выработает в год:

W = 0,0928 * 1170 * 0,8 = 86,86кВт*ч

Необходимо отметить, что это очень приблизительный расчет. Количество вырабатываемой энергии зависит от ориентирования установки, угла, среднегодовой температуры и т.д.

С всеми видами и способами их использования вы сможете ознакомиться в представленной статье.

Выводы и полезное видео по теме

Видео #1. Демонстрация действия солнечного коллектора в зимнее время:

Видео #2. Сравнение разных моделей солнечных коллекторов:

На протяжении всего собственного существования человечество с каждым годом потребляется все больше энергии. Попытки использовать бесплатное солнечное излучение предпринимались давно, но только в последнее время стало возможным эффективно использовать солнце в наших широтах. Несомненно, что за гелиосистемами будущее.

Хотите сообщить об интересных особенностях в организации солнечного отопления загородного дома или дачи? Пишите, пожалуйста, комментарии в расположенном ниже блоке. Здесь же можно задать вопрос, оставить фото с демонстрацией процесса сборки системы, поделиться полезными сведениями.

Как построить солнечную панель для воздушного отопления — видео своими руками

Как работают солнечные воздухонагреватели:

Схема солнечного воздухонагревателя © Ecohome

На приведенной выше диаграмме показана основная концепция солнечного воздухонагревателя, и хотя существует множество конструкций, основной принцип тот же — небольшой вентилятор подает внутренний воздух в настенную панель, обращенную на юг. Воздух нагревается, проходя за черной поверхностью, а затем возвращается в кондиционированное пространство с гораздо более высокой температурой.«Бесплатное» пассивное солнечное отопление по бюджету!

Видеоролики

, посвященные солнечным воздухонагревателям «сделай сам», стали большим хитом на YouTube, в них есть несколько основных идей — солнечные коллекторы из переработанного мусора, солнечные коллекторы с водосточной трубой, солнечные коллекторы из экрана или листового металла. Если у вас нет возможности сделать его самостоятельно, солнечные воздухонагреватели для продажи также доступны в Интернете для покупки, немного покопавшись в Интернете.

Помимо крупных коммерческих установок, наиболее распространенным применением солнечных воздухонагревателей является дополнительное отопление отдельных помещений, например, пристройки, мастерской, гаража или любой другой небольшой хозяйственной постройки.

Причина, по которой мы говорим «дополнительный», заключается в том, что хотя в пасмурные дни можно собрать немного тепла, в основном вы будете чувствовать тепло, когда светит солнце. А без значительного количества тепловой массы для хранения тепла и отвода тепла маловероятно, что что-либо, кроме самых хорошо изолированных зданий, будет поддерживать комфортную температуру в помещении от заката до восхода солнца холодной зимней ночью.

Если вам нужен солнечный воздухонагреватель для обогрева здания без электроэнергии, вы можете получить тепло просто за счет естественной конвекции, когда теплый воздух поднимается вверх, но вы получите гораздо больше тепла, прогнав воздух через него с помощью вентилятора.Вентиляторы не требуют много энергии для работы, поэтому небольшая выделенная фотоэлектрическая панель будет выполнять эту работу, когда нет другой доступной мощности, и будет автоматически приводить в движение вентилятор, когда движение воздуха больше всего необходимо — когда на панель светит солнце. — и остановится ночью, когда панель остынет. Вентиляторы 12 В для охлаждения настольных компьютеров — идеальный способ создать давление в системе и заставить воздух двигаться для солнечных воздухонагревателей, установленных автономно.

Панели солнечных батарей Pop-can: Это не что иное, как гениальное, и это может быть единственной веской причиной для оправдания употребления поп-музыки.Однако это довольно трудоемкий процесс — банки необходимо очистить, сделать отверстия в дне, удалить выступы, затем их нужно склеить в стопку и, наконец, покрасить в черный цвет.

Солнечный обогреватель Pop can

Воздух вдувается в камеру в нижней части нагревательной панели и выталкивается вверх через стопки банок в верхнюю камеру, которая собирает нагретый солнцем воздух и направляет его обратно в помещение.

Солнечные коллекторы с водосточной трубой: Как бы то ни было, эта конструкция заменяет стопку банок в солнечной панели воздушного отопления на стандартные водосточные желоба карниза, окрашенные в черный матовый цвет для поглощения солнечных лучей.К нему применяются те же принципы, что и к солнечному коллектору, и, хотя вы потратите больше на материалы, вы сэкономите много труда, и он выглядит аккуратнее. Конечный результат тот же; воздух нагревается, когда он проходит через черные трубы, когда светит солнце.

Солнечный водонагреватель с водосточной трубой © Builditsolar

Солнечный экран или поглотитель тепла из листового металла: В найденных нами конструкциях использовалось 3 слоя экрана для обеспечения единой черной поверхности. Коллекторы экрана обычно не разделяют воздух на отдельные камеры, как в предыдущих двух конструкциях; воздух поднимается вверх по единственной камере за экраном или плоской металлической поверхностью.

Металлический гофрированный воздухонагреватель на солнечных батареях

Из этих двух, мне кажется, дизайн экрана требует немного больше усилий по сравнению с использованием листового металла (как показано выше), который можно было бы сделать, используя старую металлическую крышу и покрасив ее в матовый черный цвет. Помимо трудозатрат, тестирование между коллектором экрана и коллектором банок показало, что коллектор экрана действительно обеспечивает больше тепла, подробнее читайте здесь.

Сколько тепла могут обеспечить солнечные воздухонагреватели?

Это зависит от множества переменных:

Размер солнечной панели: Это определяет объем воздуха, который вы можете обработать, и температуру на выходе.Выбор размера для строительства или покупки будет зависеть от ваших потребностей и от того, сколько места на внешней стене вы можете выделить для панели.

Поглощение солнечного света: Панели могут собирать тепло в зависимости от того, насколько отражающей является черная поверхность, и вам лучше использовать матовую краску, чем глянцевую. Остекление само по себе мгновенно отражает около 10%, но это важно, особенно в областях, где движение воздуха создает фактор охлаждения ветром зимой, поэтому действительно лучшее, на что вы можете надеяться в общей производительности от солнечной панели для нагрева воздуха, — это поглощение около 80%. доступного света.

Теплопроводность панели: Материалы с более высокой проводимостью улучшают характеристики солнечного воздухонагревателя. Например, черная труба из ПВХ не будет обеспечивать столько тепла, как черная металлическая труба. Даже разные металлы будут иметь разную проводимость. Медь — один из лучших проводников, но она очень дорога и может быть сложной задачей для получения большего диаметра или для получения краски, которой нужно придерживаться, поэтому преимущество повышенной проводимости, вероятно, не будет стоить дополнительных затрат.

Чтобы выбрать вариант водосточной трубы для самостоятельной сборки панели солнечного воздухонагревателя, обязательно используйте металл, а не пластик, и если у него глянцевая поверхность, стоит покрасить ее в черный матовый цвет.

Производительность дома: Сколько тепла необходимо дому, чтобы согреть жителей, зависит от того, сколько он теряет. Солнечный обогреватель будет обеспечивать больший процент необходимого тепла в доме, если потребность в тепле ниже, поэтому то, насколько хорошо изолирован и герметичен дом, будет решающим фактором того, насколько большим должен быть пассивный солнечный воздухонагреватель, чтобы производить разница.

Облачность: В областях с регулярной облачностью, например, на северном берегу Ванкувера в Канаде или Пескадеро в Калифорнии, покупка или строительство может не стоить затрат и хлопот. Конечно, срок окупаемости труда и денег, вложенных в одноразовую воздушную отопительную панель, будет намного дольше.

Широта: Чем дальше вы пойдете на север, тем меньше у вас будет солнечных часов в зимний день, поэтому затраты или усилия, необходимые для изготовления панели, перестанут быть целесообразными на определенной более высокой широте — хотя, если панель для сбора тепла является стеной -монтированное и дополнительное отопление может приветствоваться, тогда в северных районах оно все еще может быть целесообразным — любые читатели в северных территориях или на Аляске, которые построили или использовали солнечные панели для воздушного отопления, могут оставить комментарий ниже!

Недостатки солнечных воздухонагревателей:

Ахиллесова пята большинства генераторов возобновляемой энергии, таких как солнечные воздухонагреватели, — это надежность, но также и хранение энергии.Не всегда дует ветер и не всегда светит солнце (точнее, мы не всегда его видим). Таким образом, главный недостаток солнечных воздухонагревателей заключается в том, что вы получаете тепло только тогда, когда светит солнце.

Короткие зимние дни и непредсказуемая облачность не позволяют полагаться на солнечные воздухонагреватели в качестве основного источника тепла, потому что вы получите все свое тепло в солнечные часы, но затем вам придется работать по 16 часов без подвода тепла. А более короткие зимние дни означают, что они вырабатывают наименьшее количество тепла, когда оно вам больше всего нужно, хотя это можно уменьшить, установив стену на южную сторону.Во всех домах, кроме наиболее сильно изолированных в более мягком климате, с включенной тепловой массой для хранения тепла, вам, вероятно, понадобится дополнительный источник тепла, например, высокоэффективные дровяные печи или камины, или, если вы отключены от сети, древесные гранулы без электричества. печь.

Накопление солнечного тепла (тепловые батареи):

Если вы встроили в дом тепловую массу для хранения и выделения тепла, вы можете распределять накопленное тепло в течение более длительного периода времени, и для этого существует множество творческих способов.Придерживаясь темы «сделай сам», например, навесов, гаражей или теплиц, вы можете пропустить нагретый воздух через трубы, залитые песком, кирпичом, каменной кладкой и т. Д., Прежде чем выпустить его прямо в кондиционируемое пространство. Вместо того, чтобы просто нагревать воздух, плотные материалы будут поглощать часть этого тепла и медленно выделять его с течением времени после захода солнца.

Ничего не стоит сказать, что вы не можете сделать это с пристройкой в ​​вашем доме, просто мы, как правило, немного более придирчивы к окончательному внешнему виду в наших домах.Таким образом, в доме может потребоваться немного более эстетичный дизайн, чем в мастерской или гараже, чтобы хранить часть тепла, вырабатываемого пассивной солнечной системой воздушного отопления.

В частности, теплицы, построенные в холодном климате, имеют тенденцию перегреваться днем, но иногда становятся слишком прохладными ночью для молодых растений. Имейте в виду, что важнее, чтобы корни были в тепле, чем само растение, если, конечно, воздух остается выше нуля. Если вы включите солнечный воздухонагреватель в конструкцию теплицы и передадите часть тепла платформе с тепловой массой, на которой могут разместиться ваши почвенные ящики, вы можете начать вегетационный период раньше.

Также неплохо включить в солнечную панель воздушного отопления какой-либо обходной вентиль, который может выпускать воздух летом, чтобы предотвратить перегрев, когда панель не используется активно — в качестве «варки» панели.

Вы также можете применить принципы пассивного обогрева и охлаждения, разместив панель под карнизом, где она будет полностью освещена низким зимним солнцем, но будет в тени, когда солнце находится высоко над головой и вам не нужно тепло.

Как построить солнечный воздухонагреватель своими руками:

веб-поисковиков открывает бесконечный список конструкций и методов сборки солнечных воздухонагревателей своими руками, то же самое можно сказать и о видеороликах на YouTube.Разные дизайны по-разному найдут отклик у разных людей, поэтому выберите тот, который лучше всего соответствует вашим навыкам, набору инструментов и объему внимания. Если в процессе у вас возникнут какие-либо блестящие дизайнерские идеи или модификации для пассивных солнечных воздухонагревателей, поделитесь ими в разделе комментариев ниже.

Посмотрите видео «Сделай сам» ниже, чтобы лучше понять, насколько легко построить солнечные воздушные нагревательные панели.

Солнечные коллекторы своими руками

Разве вы не хотели бы обогревать свой дом бесплатной энергией солнца? Существуют простые, недорогие, самостоятельные солнечные проекты, которые могут снизить ваши счета за отопление.

Солнечная энергия может улавливаться самодельными солнечными коллекторами горячего воздуха и термосифонными панелями, обеспечивая бесплатное тепло. Установки направляют нагретый солнцем воздух через окно или проем в стене в соседнюю комнату.

Если вы серьезно относитесь к сокращению счетов за отопление дома этой зимой, вам поможет один из этих недорогих самостоятельных проектов:

Захват солнечного тепла

Постройте этот простой солнечный обогреватель, который висит за окном и посылает в комнату бесплатное солнечное тепло.

План здания для захвата солнечного тепла

Из этого подробного крупномасштабного плана можно построить теплоотвод.

План строительства солнечного коллектора горячего воздуха

Этот коллектор горячего воздуха навесного типа поможет отапливать ваш дом зимой и предоставит место для хранения летом.

Солнечный коллектор горячей линии

Он похож на обычный плоский солнечный коллектор, но уникальность этой панели заключается в том, что она содержит специально изогнутый отражатель, который концентрирует падающий солнечный свет на клиновидной абсорбционной трубке.

Панели солнечного обогрева штормового окна

В этой статье подробно рассказывается, как использовать переработанные штормовые окна для создания солнечного коллектора горячего воздуха, который доставляет тепло в дом через вентиляционное отверстие, установленное в южной стене или окне.

Солнечная панель горячего воздуха

Постройте эту настенную воздушную панель с термосифонированием (TAP), чтобы обогревать комнату в вашем доме силой солнца.

Ультра-простой солнечный настенный обогреватель горячего воздуха

Это устройство сделано путем покрытия каркаса 9 на 14 футов из досок 1 на 6 дюймов прозрачным пластиком, установки панели на южной стене и установки верхних и нижних вентиляционных отверстий в доме.

Солнечный нагреватель горячего воздуха для банок из вторичного сырья

Алюминиевые банки, разрезанные пополам, используются для изготовления абсорбирующей пластины для этого солнечного коллектора горячего воздуха с двойным остеклением. Температура в коллекторе достигает более 200 градусов, а первоначальный блок снизил расходы на отопление церкви в Новой Англии более чем на 60 процентов.

Супер легкий, супер недорогой гофрированный коллектор горячего воздуха на солнечных батареях

Вы можете построить этот настенный коллектор горячего воздуха размером 8 на 12 футов из гофрированного стекловолокна, чтобы обогревать дом.

Автоматический контроль коллектора

Гофрированный коллектор для горячих волос (вверху) будет более эффективным с этим автоматическим термостатом.

Недорогой солнечный коллектор горячего воздуха

Вы можете обогреть здание размером 30 на 40 футов с помощью этого настенного солнечного коллектора.

---

Первоначально опубликовано: февраль / март 2006 г.

гелиотермических коллекторов — СШАУправление энергетической информации (EIA)

Отопление солнечной энергией

Люди используют солнечную тепловую энергию для многих целей, включая нагрев воды, воздуха, внутренних помещений зданий и выработку электроэнергии. Существует два основных типа солнечных систем отопления: пассивных систем и активных систем .

Пассивное солнечное отопление помещения происходит, когда солнце светит через окна здания и согревает интерьер.Конструкции зданий, которые оптимизируют пассивное солнечное отопление (в северном полушарии), обычно имеют окна, выходящие на юг, которые позволяют солнцу светить на поглощающие солнечное тепло стены или полы в здании зимой. Солнечная энергия поглощается строительными материалами и нагревает внутреннее пространство зданий за счет естественного излучения и конвекции. Оконные выступы или шторы блокируют попадание солнечных лучей в окна летом, чтобы в здании было прохладно.

Активные солнечные системы отопления имеют коллекторы для нагрева текучей среды (воздуха или жидкости) и вентиляторы или насосы для перемещения текучей среды через коллекторы, где она нагревается, во внутреннюю часть здания или в систему аккумулирования тепла, где тепло выпускается и возвращается в коллектор для повторного нагрева.Активные солнечные водонагревательные системы обычно имеют резервуар для хранения воды, нагретой солнечными батареями.

Солнечные коллекторы либо неконцентрирующие, либо концентрирующие

Неконцентрирующие коллекторы — Площадь коллектора (область, которая задерживает солнечное излучение) совпадает с площадью поглотителя (площадью, поглощающей солнечную энергию / излучение). Системы солнечной энергии для нагрева воды или воздуха обычно имеют неконцентрирующие коллекторы. Плоские коллекторы являются наиболее распространенным типом неконцентрирующих коллекторов для воды и отопления помещений в зданиях и используются, когда достаточно температуры ниже 200 ° F.

• Плоская металлическая пластина, улавливающая и поглощающая солнечную энергию
• Прозрачная крышка, которая пропускает солнечную энергию через крышку и снижает потери тепла от поглотителя
• Слой изоляции на задней части поглотителя для уменьшения потерь тепла

Солнечные водонагревательные коллекторы имеют металлические трубки, прикрепленные к поглотителю.Жидкий теплоноситель прокачивается через трубы абсорбера для отвода тепла от абсорбера и передачи тепла воде в резервуаре для хранения. Солнечные системы для нагрева воды в бассейне в теплом климате обычно не имеют крышек или изоляции для абсорбера, и вода из бассейна циркулирует из бассейна через коллекторы и обратно в бассейн.

Солнечные системы воздушного отопления используют вентиляторы для перемещения воздуха через плоские коллекторы внутрь зданий.

Концентрирующие коллекторы —Площадь, задерживающая солнечное излучение, больше, иногда в сотни раз больше, чем площадь поглотителя.Коллектор фокусирует или концентрирует солнечную энергию на поглотителе. Коллектор обычно перемещается в течение дня, чтобы поддерживать высокую степень концентрации на поглотителе. Солнечные тепловые электростанции используют концентрирующие системы солнечных коллекторов, поскольку они могут производить высокотемпературное тепло, необходимое для выработки электроэнергии.

Последняя проверка: 9 декабря 2020 г.

Как использовать солнечное воздушное отопление в вашем доме

Мы можем получать долю продаж от товаров, на которые есть ссылки на этой странице.Учить больше.

Цены на топливо могут повыситься в любое время, но солнце всегда будет бесплатным. Вот почему многие люди обращаются к солнечным системам воздушного отопления , чтобы поддерживать комфорт в своих домах в зимний период.

Помимо поддержания тепла в домах круглый год, солнечное воздушное отопление имеет ряд преимуществ:

• Защищает окружающую среду и снижает выбросы углекислого газа
• Экономия на счетах за электроэнергию
• Поддержание тепла даже без электричества
• Меньшая зависимость от зарубежных источников топлива
• Простота сборки при минимальном обслуживании
• Может быть установлен непосредственно в существующие системы центрального кондиционирования воздуха
• Срок службы 25-30 лет

Как работает солнечное воздушное отопление?

Пластины солнечного коллектора крепятся к стене для улавливания солнечной энергии и используются для нагрева воздуха.Они смогут это сделать, даже если будет частично пасмурно. Пока есть солнечный свет, солнечные коллекторы могут поддерживать комфорт в вашем доме, собирая тепло.

Солнечные системы воздушного отопления обычно используются для дополнения существующих систем отопления. Он работает вместе с существующей основной системой отопления для обеспечения тепла в доме, что приводит к меньшей потребности основной системы отопления в производстве тепла.

Это означает снижение стоимости топлива на 30%.

Как устанавливается система солнечного нагрева воздуха?

Теперь, когда вы знаете о преимуществах солнечной системы воздушного отопления, вы, вероятно, задаетесь вопросом, как ее установить в своем доме. Хорошая новость заключается в том, что солнечное воздушное отопление — это простая технология. Если вы занимаетесь своими руками, вы можете купить панели в Интернете и сделать это самостоятельно. Но если вы не уверены, что сможете сделать это самостоятельно, вы можете нанять профессионального установщика, который сделает это за вас.

Мы обсудим типы пластин солнечного коллектора воздуха, чтобы вы имели хорошее представление о том, чего ожидать в процессе установки.

Пластины солнечных коллекторов воздуха обычно бывают двух типов; пассивное прямое усиление и активное прямое усиление . Это называется прямым усилением, потому что коллектор получает солнечное тепло, которое падает прямо на него.

A Пассивный солнечный коллектор не требует вентиляторов для циркуляции воздуха через него. Он устанавливается вертикально, выходное отверстие вверху, а входное — внизу. При изменении температуры воздух всасывается снизу и нагревается по мере подъема.

С другой стороны, активный солнечный коллектор состоит из движущихся частей, которые обеспечивают циркуляцию воздуха через него. Обычно используемый для обогрева больших помещений, этот тип солнечной системы воздушного отопления не требует, чтобы вход или выход был установлен в определенном направлении.

Затем эти коллекторы помещают в защищенное от тени место, в идеале на стене, выходящей на юг, где они могут лучше всего поглощать солнечный свет. Поскольку солнечные воздушные коллекторы тяжелые, рекомендуется попросить друга помочь вам при установке их своими руками.

Но является ли солнечная система отопления хорошей инвестицией?

После того, как вы оплатите первоначальные вложения в установку солнечной системы воздушного отопления, вы можете начать отопление своего дома совершенно бесплатно! Самое приятное то, что вам не нужно долго ждать, чтобы окупить свои вложения. Всего через 3–6 лет стоимость сэкономленного электричества или газа уже окупит ваши инвестиции в солнечный воздухонагреватель.

Чтобы максимально использовать преимущества солнечной системы воздушного отопления, рекомендуется проконсультироваться с профессиональным экспертом по установке солнечных батарей.Они смогут сказать вам, какой тип системы имеет лучшую производительность, самый простой в сборке и самый дешевый — для ваших индивидуальных нужд.

Если у вас есть интерес к подобным солнечным решениям, поделитесь с нами своими мыслями в комментариях ниже!

Экономьте деньги, переведя свой дом на солнечную энергию. Подсчитайте свои сбережения.

Солнечное отопление и охлаждение | SEIA

Обзор

Солнечные технологии нагрева и охлаждения собирают тепловую энергию солнца и используют это тепло для горячего водоснабжения, обогрева помещений, охлаждения и обогрева бассейнов в жилых, коммерческих и промышленных помещениях.Эти технологии устраняют необходимость использования электричества или природного газа.

Сегодня американцы по всей стране производят и устанавливают солнечные системы отопления и охлаждения, которые значительно снижают нашу зависимость от импортного топлива. Нам нужна разумная политика для расширения этого быстрорастущего сектора, создающего рабочие места.

Солнечный водонагреватель

Солнечные водонагревательные системы ¹ могут быть установлены в каждом доме в США и состоят из трех основных элементов: солнечного коллектора, изолированных трубопроводов и резервуара для хранения горячей воды.

Также могут быть включены электронные элементы управления, а также система защиты от замерзания для более холодного климата. Солнечный коллектор собирает тепло солнечного излучения и передает его питьевой воде. Эта нагретая вода вытекает из коллектора в резервуар для горячей воды и используется по мере необходимости. Дополнительный нагреватель может оставаться подключенным к резервуару для горячей воды для резервного копирования, если это необходимо.

В более холодном климате с возможностью отрицательных температур используется непрямая система. Раствор антифриза, например нетоксичный пропиленгликоль, нагревается в солнечном коллекторе и циркулирует в резервуаре для горячей воды через теплообменник.Питьевая вода в резервуаре для хранения нагревается горячим теплообменником, заполненным антифризом, и затем нагретая вода может использоваться по мере необходимости, в то время как охлажденный гликоль возвращается по трубопроводу в солнечный коллектор для повторного нагрева.

Независимо от того, какой тип солнечной энергетической системы используется, можно ожидать, что правильно спроектированная и установленная солнечная система водяного отопления обеспечит значительный процент (от 40 до 80 процентов) потребности здания в горячей воде.

Солнечное отопление бассейна

Солнечная энергия также используется для обогрева коммерческих и жилых бассейнов.Существующая система фильтрации бассейна часто может использоваться для передачи тепла от солнечных коллекторов воде бассейна. В системах солнечного обогрева бассейна используются разные коллекторы, в зависимости от климата и от того, расположен ли бассейн на открытом воздухе или в помещении.

Солнечное отопление помещений

Солнечные системы отопления помещений аналогичны солнечным водонагревательным системам, но обычно включают в себя больше солнечных коллекторов, более крупные накопительные блоки и более сложную конструкцию.Эти системы отопления могут использовать нетоксичную жидкость, воду или воздух в качестве теплоносителя от солнечного коллектора. Затем нагретая жидкость или воздух циркулируют по всему зданию или дому для обогрева помещения. ² В другой технологии солнечного отопления помещений используются светопрозрачные солнечные коллекторы, расположенные вдоль внешней южной стены здания. Перфорация в этих коллекторах позволяет воздуху проходить и нагреваться. Затем нагретый солнечными батареями воздух направляется в систему вентиляции здания.

Солнечное охлаждение

Существует два типа солнечных систем охлаждения: адсорбционные системы и абсорбционные холодильные системы. В адсорбционной системе воздух проходит над обычным адсорбентом или «сушильным материалом», таким как силикагель, чтобы вытягивать влагу из воздуха и делать воздух более комфортным. Осушитель регенерируется с помощью солнечного тепла для его осушения.

Абсорбционные холодильные системы, наиболее распространенные солнечные системы охлаждения, используют солнечные водонагревательные коллекторы и термохимический процесс сорбции для кондиционирования воздуха без использования электричества.Процесс почти идентичен процессу холодильника, только без компрессора. Вместо этого цикл абсорбции управляется нагретой жидкостью из солнечного коллектора.

Солнечные водонагревательные коллекторы

Солнечные водонагревательные коллекторы производят тепло и отличаются от фотоэлектрических модулей, которые производят электричество. ⁴ Существует несколько типов коллекторов: плоская пластина, откачиваемая трубка, интегральный коллектор-накопитель (ICS), термосифон и концентрирующий.Коллекторы с плоскими пластинами являются наиболее распространенным типом коллекторов в США; медные трубы прикреплены к пластине-поглотителю, находящейся в изолированной коробке, покрытой защитной пластиной из закаленного стекла или полимера.

Вакуумные трубчатые коллекторы состоят из рядов параллельных прозрачных стеклянных трубок, из которых «откачан» воздух, создавая высокоэффективный теплоизолятор для жидкости, которая течет по длине трубки. ⁵ Системы с вакуумными трубами обычно используются, когда требуются более высокие температуры или большие объемы воды, а также в системах технологического отопления и солнечных систем кондиционирования воздуха.

---

¹ Солнечные водонагревательные системы могут быть активными (в которых используются электрические насосы для циркуляции воды) или пассивными (в зависимости от термодинамики). Наиболее распространенный тип системы для использования в коммерческих и жилых зданиях — это активная система. ² Системы на жидкой основе нагревают воду или раствор антифриза и направляют эту нагретую жидкость через теплообменник, соединенный с накопительным баком. Затем тепло от накопительного бака передается в дом или здание.Воздушные системы нагревают воздух в солнечном воздушном коллекторе и используют электрические вентиляторы для распределения нагретого воздуха. В некоторых системах солнечного отопления также используется накопление энергии для обеспечения тепла ночью или когда солнце не светит, и их также можно использовать в сочетании с системами солнечного нагрева воды. ⁴ Относительно показателей энергии: Энергия от солнечных водонагревателей обычно измеряется в британских тепловых единицах (BTU), которые могут быть преобразованы в кВтч с помощью принятого в отрасли коэффициента преобразования. ⁵ Две трубки соединяются вместе, образуя одну большую трубку, а пространство между этими двумя трубками «откачано» от воздуха. По мере того, как жидкость внутри большей трубы нагревается, она поднимается вверх, где теплообменник передает тепло воде, которая затем перекачивается обратно в резервуар для хранения и распределяется по мере необходимости.

Основы солнечного отопления

Солнце дает нам энергию в двух формах: свет и
нагревать. На протяжении многих лет люди использовали энергию солнца, чтобы
дома светлее и теплее.Сегодня мы используем спецтехнику и специально
спроектированные дома для улавливания солнечной энергии для освещения и отопления.

Что такое солнечные коллекторы и как они работают?

Солнечные коллекторы улавливают солнечные лучи для производства тепла. Самый солнечный
коллекторы — это коробки, рамы или комнаты, которые содержат следующие части: (1) очистить
крышки, пропускающие солнечную энергию; (2) темные поверхности внутри, называемые поглотителями.
плиты, впитывающие тепло; (3) изоляционные материалы для предотвращения попадания тепла
побег; и (4) вентиляционные отверстия или трубы, по которым нагретый воздух или жидкость
внутри коллектора туда, где его можно использовать.

Крышки
В качестве
крышки для солнечных коллекторов, но наиболее распространенным материалом является стекло. Стеклянная банка
сделать быстро и легко. Специальное стекло, используемое в солнечных коллекторах, устойчиво
ломка и царапина.

Когда солнечный свет проходит через стекло и попадает на поверхность внутри солнечного
коллектор, он переходит в тепло. Хотя стекло пропускает солнечный свет
он также улавливает тепло, выделяемое внутри коллектора.

Поглотители
Тепло, производимое внутри солнечной
коллектор всасывается металлическими листами или емкостями, наполненными водой, камнями,
или кирпичи, окрашенные в черный или другой темный цвет. Эти
предметы темного цвета, впитывающие тепло, называются поглотителями. Без
поглотители, солнечные системы отопления не производят достаточно тепла для обогрева помещений
внутри вашего дома.

Автомобили с темными сиденьями являются хорошими примерами того, как поглотители солнечных батарей
коллекторы работают.Вы когда-нибудь сидели на темном автокресле в шортах после
солнце светило на него давно и окна были закрыты?
Ой! Когда солнечная энергия проходит через окна автомобиля, тепло выделяется.
поглощается сиденьем. Если бы сиденья были более светлого цвета, например, желтого или
белый, свет будет отражаться от сидений, и меньше тепла будет
всасываться. Сиденья темного цвета поглощают больше
нагревать.

Изоляция
Тепло всегда пытается уйти от
более горячий объект к более холодному. Изоляция — это то, что мешает или замедляет
вниз движение тепла.

Поскольку изоляция предотвращает перемещение тепла внутри солнечного коллектора
снаружи, где температура ниже, это важная часть любого
солнечный коллектор.

Вентиляционные отверстия и трубы
Когда солнечный коллектор
работает должным образом, тепло, которое он производит, переходит от коллектора к
область, где можно использовать это тепло. Если задача коллектора — нагревать воздух, то
вентиляционные отверстия, воздуховоды (воздуховоды) и вентиляторы переносят нагретый воздух из коллектора в
другая часть дома.Если задача коллектора — нагревать воду, то
трубы, трубки и насосы перемещают воду из коллектора в систему водяного отопления или
оборудование для обогрева помещений.

Когда для перемещения нагретого воздуха или воды требуются вентиляторы или насосы, нагреватель
называется активным солнечным нагревателем. Если нагретый воздух или вода из коллектора
перемещается в другую часть дома естественным путем без вентиляторов и насосов, тогда
Нагреватель называется пассивным солнечным нагревателем .

Солнечные пространства

Солнечные коллекторы бывают разных форм и размеров.Дом, в котором используется комната или
другая часть здания в качестве солнечного коллектора называется пассивной солнечной батареей .
дом.

Во многих случаях в пассивных солнечных домах используются помещения, называемые солнечных пространств.
напрямую захватывают солнечную энергию. Солнечным пространством может быть либо комната, выходящая на
юг или небольшое строение, прикрепленное к южной стороне дома.

Солнечные пространства имеют большое количество стекла и большие участки темного камня или
бетонные стены и полы. Эти материалы составляют термической массы ,
который поглощает тепло.

Вентиляционные отверстия, расположенные у задней стенки солнечного пространства, позволяют перемещаться нагретому воздуху
естественно в соседние комнаты. В то же время более прохладный воздух из соседних комнат
может перемещаться в солнечные пространства.

Плоские коллекторы

Другой тип солнечного коллектора — это плоский коллектор .
Плоские коллекторы выглядят как большие плоские коробки со стеклянными крышками и
внутри темные металлические пластины, поглощающие тепло. Плоские коллекторы
обычно размещаются на крышах домов, где деревья или высокие здания не загораживают
солнечные лучи.

Воздух или жидкость, например вода, протекает через плоские коллекторы и
нагревается теплом, накопленным в пластинах поглотителя. Воздух или вода с подогревом
внутри солнечных коллекторов нагревает воздух или воду внутри дома. В
активный солнечный воздухонагреватель, вентилятор выталкивает воздух, нагретый внутри коллектора, в
большая корзина, полная камней, под домом. Там накапливается тепло, поэтому он может
будет использоваться позже. В активном солнечном водонагревателе вода нагревается внутри
коллектор по трубам перекачивается в емкость с горячей водой.

Первые плоские коллекторы установлены на крыше жилого дома в г.
Лос-Анджелес в 1909 году. С тех пор миллионы солнечных водонагревателей и обогревателей
были установлены в домах и других зданиях по всему миру.

Зачем нужны солнечные системы отопления?

Сегодня солнечное отопление становится более важным, чем когда-либо прежде. Естественный
количество газа и нефти, которые сжигаются для обогрева наших домов и воды, ограничено. В виде
Запасы газа и нефти сокращаются, эти виды топлива дорожают.Если больше
люди начали использовать солнечные системы отопления, ископаемое топливо, такое как нефть и газ
станет дешевле и прослужит дольше.

При сжигании природного газа и масла в наших системах отопления также образуется воздух.
загрязнение. Даже электрическая вода и обогреватели вызывают загрязнение воздуха
косвенно, потому что уголь и природный газ сжигаются для производства электроэнергии в
большие электростанции. Итак, если бы больше людей использовали солнечную энергию для нагрева воздуха и
вода в их домах, наша окружающая среда станет чище.

Детские занятия — Изготовление солнечного воздухонагревателя

(Взрослый должен
помочь вам в этой деятельности.)

Необходимые материалы: картон, рулетка, ножницы, акриловый гипс,
черная акриловая краска, малярная кисть, канцелярские кнопки, изолента, тонкая нить, пластик
пленка, малярный скотч, градусник, миллиметровка.

1. Найдите окно, выходящее на юг, и измерьте его ширину и высоту.
2. Вырежьте кусок картона такой же ширины и высоты.высота и
   ширина окна, но с четырьмя выдвижными створками на 5 дюймов (12,7 см)
   сверху, снизу и по бокам.
3. Нанесите слой гипсовой массы на одну сторону картона. Разрешить
   паста сохнуть 10 минут.
4. После высыхания пасты так же покрасьте картон плоским черным
   акриловая краска. Дайте краске высохнуть.
5. Вырежьте вентиляционные отверстия шириной 3 дюйма (7,6 см) и высотой 3 дюйма рядом с
   верхний и нижний отвороты картона.
6. Вставьте канцелярские кнопки в картон вокруг вентиляционных отверстий на внутренней стороне.
   поверхность.
7. Оберните тонкой нитью кнопки и вентиляционные отверстия.
8. Закройте канцелярские кнопки тонкими полосками изоленты, чтобы они не
   выпадение из картона.
9. Обрежьте пластиковую пленку, достаточную для закрытия вентиляционных отверстий, и скотчем
   снаружи (черная сторона) нижних вентиляционных отверстий и внутрь (струна
   сторона) верхних вентиляционных отверстий.
10. Вставьте картон внутрь оконной рамы черной стороной
    окно и верхние вентиляционные отверстия поднимаются вверх. (Пластиковые створки должны свисать
    поверх вентиляционных отверстий.) Приклейте картон к оконной раме с маскировкой.
    скотчем и оставьте между окном и картоном свободное пространство.

    Совет: не оставляйте коллектор слишком много приклеенным к оконной раме.
    дней, иначе лента может оторвать краску, когда вы ее удалите.

11. На миллиметровой бумаге начертите линии, обозначающие три столбца, и напишите
    слова «Время», «Температура на входе (внизу)» и «Температура на выходе (вверху)»
    вверху столбцов.
12. Один раз в час в течение нескольких часов в пасмурный день и в течение нескольких часов в
    в солнечный день держите термометр под пластиковыми крышками, закрывающими вентиляционное отверстие
    отверстия на 2 минуты, чтобы измерить воздухозаборник коллектора (внизу) и
    выходные (верхние) температуры. Отметьте показания температуры на графике
    бумага.
13. Ваш солнечный коллектор работал? В какое время суток был
    температура на выходе коллектора самая высокая? Какой был самый высокий результат
    температура коллектора в пасмурный день? В солнечный день?

Глоссарий

Поглотители : предметы темного цвета, впитывающие тепло солнечной энергии. коллекционеры. Активный солнечный нагреватель : солнечная система водяного отопления или отопления помещений который перемещает нагретый воздух или воду с помощью насосов или вентиляторов. Крышки : прозрачные материалы, пропускающие солнечный свет в солнечный коллекторы и улавливают тепло внутри коллекторов. Плоский коллектор : большие плоские коробки со стеклянными крышками и внутри темные металлические пластины, поглощающие тепло. Изоляция : материалы, предотвращающие или замедляющие движение тепла. Пассивный солнечный нагреватель : солнечная система водяного отопления или отопления помещений который перемещает нагретый воздух или воду без использования насосов или вентиляторов. Пассивный дом на солнечных батареях : дом, в котором используется комната или другая часть здания как солнечный коллектор. Трубы : трубы, по которым нагретая вода от солнечных коллекторов баки для горячей воды. Солнечные коллекторы : ящики, рамы или комнаты, улавливающие солнечные лучи. лучи для производства тепла. Sunspace : комната, выходящая на юг, или небольшое строение пристроен к южной стороне дома. Тепловая масса : материалы, накапливающие тепло в солнечном пространстве или солнечный коллектор. Вентс : трубы, по которым нагретый воздух от солнечных коллекторов другие части дома.

---

Ресурсы

Энергетические мероприятия для начальной школы , California Energy
Служба распространения знаний, Управление планирования и исследований при губернаторе, 1400 десятый
Street, Sacramento, CA 95814; (916) 323-4388.

Всемирный дом: энергия, убежище и индейцы Калифорнии:
Руководство по деятельности, 4–5 классы , Калифорнийская служба распространения знаний в области энергетики,
Офис губернатора по планированию и исследованиям, 1400 Десятая улица, Сакраменто, Калифорния
95814; (916) 323-4388; Осень 1992 г.

Научные проекты в области возобновляемых источников энергии и энергоэффективности ,
опубликовано Американским обществом солнечной энергии, распространяется Национальным
Energy Foundation, 5160 Wiley Post Way, Suite 200, Солт-Лейк-Сити, UT 84116;
(801) 539-1406; 1991 г.

Учите с энергией! Уроки фундаментальной энергетики, электричества и науки
для классов K-3 , Национальный энергетический фонд, 5160 Wiley Post Way, Suite
200, Солт-Лейк-Сити, UT 84116; (801) 539-1406; 1990.

Учите с энергией! Уроки фундаментальной энергетики, электричества и науки
для классов 4–6 , Национальный энергетический фонд, 5160 Wiley Post Way, Suite
200, Солт-Лейк-Сити, UT 84116; (801) 539-1406; 1992.

The Solar Home Book: Heating, Cooling, and Designing with the Sun ,
Брюс Андерсон и Майкл Риордан, издательство Brick House Publishing Company, ISBN:
0-917352-01-7; 1976 г.

Золотая нить: 2500 лет солнечной архитектуры и технологий , автор
Кен Бутти и Джон Перлин, компания Van Nostrand Reinhold, ISBN: 0-442-24005-8;
1980.

Информационные бюллетени по возобновляемым источникам энергии , Ассоциация предприятий солнечной энергетики,
122 C Street, NW, 4-й этаж, Вашингтон, округ Колумбия 20001-2109; (202) 383-2600.

Эксперименты с энергией , Алан Уорд, Chelsea House, ISBN:
0-7910-1510-6; 1991.

Возобновляемые источники энергии: краткое руководство по экологически чистым альтернативам , Дженнифер
Carless, Walker & Company, ISBN: 0-8027-8214-0.

Возобновляемая энергия , Алан Коллисон, Рейнтри Стек-Вон, ISBN:
0-8114-2802-8; 1991.

Этот документ был подготовлен для Министерства энергетики США (DOE)
Национальная лаборатория возобновляемых источников энергии (NREL), национальная лаборатория Министерства энергетики США. В
документ был подготовлен Программой информационных служб при Министерстве энергетики США.
Управление энергоэффективности и возобновляемых источников энергии. Энергоэффективность и
Информационная служба по возобновляемым источникам энергии (EREC) находится в ведении NCI Information Systems,
Inc., для NREL / DOE. Утверждения, содержащиеся в данном документе, основаны на информации
известно EREC и NREL на момент публикации. Нет рекомендаций или
одобрение любого продукта или услуги подразумевается, если упомянуто EREC.

Эта статья появляется с небольшими изменениями, любезно предоставленными EREN …
Сеть энергоэффективности и возобновляемых источников энергии , подразделение США
Министерство энергетики .

Если у вас есть комментарии или вопросы по этой статье, вы можете посетить EREN
сайт по адресу http: // www.eere.energy.gov или
свяжитесь с ними по почте, электронной почте или телефону:

Информационный центр по энергоэффективности и возобновляемым источникам энергии (EREC)
P.O. Box 3048 Merrifield, VA 22116
Голосовой (только США): 800-DOE-EREC (363-3732)
Эл. Почта: [email protected]

Вернуться к энергии
Сохранение Домашняя Страница

Солнечный тепловой коллектор — обзор

7.7 Солнечные тепловые коллекторы

Солнечные тепловые коллекторы преобразуют солнечное излучение в тепло и передают его в среду (воду, солнечную жидкость или воздух).Солнечные водонагревательные системы (SWH) или системы SHW хорошо зарекомендовали себя в течение многих лет и широко используются во всем мире. В моноблочной системе SWH резервуар для хранения устанавливается горизонтально прямо над солнечными коллекторами на крыше. Перекачивание не требуется, так как горячая вода естественным образом поднимается в бак за счет пассивного теплообмена. В системе с насосной циркуляцией резервуар для хранения устанавливается на земле или на полу ниже уровня коллекторов; Циркуляционный насос перемещает воду или теплоноситель между резервуаром и коллекторами.Существует несколько типов солнечных тепловых коллекторов:

•

Вакуумные трубчатые коллекторы являются наиболее эффективным, но наиболее дорогостоящим типом солнечных коллекторов для горячей воды. Эти коллекторы имеют стеклянные или металлические трубки с вакуумом, что позволяет им хорошо работать в более холодном климате.

•

Солнечные водонагреватели периодического действия, также называемые интегральными коллекторами-накопителями (ICS), имеют резервуары или трубки для хранения внутри изолированного ящика, южная сторона которого застеклена для улавливания солнечной энергии.

•

Плоский коллектор представляет собой коробку, покрытую стеклом или пластиком, с металлической пластиной-поглотителем на дне. Остекление или покрытие на пластине-поглотителе помогает лучше поглощать и удерживать тепло.

•

Неглазурованные плоские коллекторы, обычно сделанные из резины, в основном используются для обогрева бассейнов.

•

Воздухосборники используются в основном для отопления помещений в доме. Плоские солнечные коллекторы представляют собой прочные всепогодные коробки, в которых находится темная пластина-поглотитель, расположенная под прозрачной крышкой.Они являются наиболее распространенным типом коллекторов, используемых для нагрева воды во многих странах, хотя по многим параметрам они уступают вакуумным трубчатым коллекторам.

Вакуумные трубки с тепловыми трубками спроектированы таким образом, что конвекция и тепловые потери исключены, тогда как плоские солнечные панели содержат воздушный зазор между абсорбером и крышкой, который позволяет возникать тепловым потерям. Кроме того, системы с тепловыми трубками способны ограничивать максимальную рабочую температуру, тогда как системы с плоскими пластинами не имеют внутреннего метода ограничения тепловыделения, которое может вызвать сбой системы.Наконец, системы с вакуумными тепловыми трубками легки, просты в установке и требуют минимального обслуживания. С другой стороны, системы с плоскими пластинами сложны в установке и обслуживании, и их необходимо полностью заменить, если одна из частей системы перестает работать. На рисунках 7.19 и 7.20 показаны два типа солнечных коллекторов, которые обычно устанавливаются в Южной Австралии.

Рисунок 7.19. Вакуумная трубка. (Сейчас горячая вода).

(Из http://raypower.in/home-creative/home-demo-page/).

Рисунок 7.20. Плоские солнечные тепловые коллекторы.

(Из https://www.bba-online.de/fachthemen/energie/sonnenkollektor-fuer-waermepumpen/#slider-intro-1).

Солнечный коллектор с вакуумными трубками состоит из полых стеклянных трубок. Весь воздух удаляется из трубок, чтобы создать вакуум, который действует как отличный изолятор. Поглотительное покрытие внутри трубки поглощает солнечное излучение. Эта энергия передается жидкости, движущейся через коллектор, а затем в резервуар для горячей воды. В более прохладном климате теплообменник используется для отделения питьевой воды от нетоксичного антифриза в коллекторе.

Солнечные водонагреватели периодического действия, также называемые системами ICS, состоят из резервуара для воды или трубок внутри изолированного застекленного ящика. Через солнечный коллектор течет холодная вода. Вода нагревается и поступает в резервуар резервного нагрева воды. Некоторое количество воды можно хранить в коллекторе до тех пор, пока она не понадобится. Системы ICS представляют собой тип прямой системы SWH, в которой циркулирует вода для нагрева, а не используется теплоноситель для улавливания солнечного излучения (рисунки 7.21 и 7.22).

Рисунок 7.21. Прямые системы. (A) Пассивная система CHS с резервуаром над коллектором. (B) Активная система с насосом и контроллером, управляемым фотоэлектрической панелью.

(Из самоизданной работы Jwhferguson, 2010 г .; получено по адресу http://www.solarcontact.com/solar-water/heater).

Рисунок 7.22. Косвенные активные системы. (C) Непрямая система с теплообменником в баке. (D) Система обратного слива с резервуаром для обратного слива. На этих схемах контроллер и насос приводятся в действие от электросети.

(Из SomnusDe 2010, Wolff Mechanical Inc; доступ по URL-адресу http: // azairconditioning.ком / жилой / солнечные обогреватели /).

Плоский солнечный коллектор представляет собой изолированный ящик, покрытый стеклом или пластиком с металлической пластиной-поглотителем на дне. Атмосферостойкие коллекторы обычно покрываются покрытием, которое лучше поглощает и сохраняет тепло. Жидкий теплоноситель течет по металлическим трубкам, расположенным под пластиной абсорбера. Затем жидкость проходит через теплообменник перед попаданием в резервуар для хранения. Неглазурованные плоские коллекторы (без изоляции или абсорбирующего покрытия) не работают в прохладном или ветреном климате, но отлично подходят для нагрева воды в бассейне (Solar Tribune, 2012).