Главная » Водоснабжение » Коммуникации » Отопление » Частный дом » Солнечные водонагреватели. Принцип действия, схема, виды.

Солнечные водонагреватели. Принцип действия, схема, виды.

solnechnie-vodonagrevateli

То, что цивилизации угрожает энергетический кризис – общеизвестно. Электричество и газ дорожают, а вот небесное светило изо дня в день, из века в век совершенно бесплатно греет землю.
У нового поколения собственников частного элитного жилья все больший интерес вызывают автономные источники энергии, в том числе и гелиосистемы, которые предоставляют возможность домовладельцу значительно сократить расходы на коммунальные платежи.
Ведущие компании теплотехнической продукции, такие как Vaillant, Buderus, Junkers и другие известные бренды, уже давно занимаются выпуском солнечных водонагревателей, которые поставляются на мировой рынок в виде
⦁    плоских коллекторов,
⦁    трубчатых вакуумных,
⦁    пластиковых.
Давайте рассмотрим секрет популярности водонагревателей, использующих солнечную энергию в качестве источника тепла, и разберемся, где их лучше применять.

 

плоский водонагреватель⦁    Плоские коллекторы

Простейший и наиболее дешевый способ получения горячей воды заключается в преобразовании солнечной энергии в тепловую посредством плоского солнечного коллектора.
Его принцип работы основан на поглощении, сквозь толстую прозрачную стеклянную поверхность, видимых солнечных лучей абсорбером, который представляет собой или отлитую резину высокого качества или металлическую пластину.
Полученный в результате нагрева тепловой инфракрасный поток абсорбера, не имеет возможности вырваться через стекло наружу, а в обратном направлении ему преграждает теплоизоляционный слой, покрывающий дно рамы, поэтому это тепло передается теплоносителю, циркулирующему в змеевике из меди или сшитого полиэтилена.
Эффективное коллекторное поле создается из нескольких, соединенных между собой небольших рам. Благодаря этой большой поверхности, коэффициент поглощения достигает здесь 85-90%.
Положительные характеристики, такие как
⦁    простота,
⦁    надежность конструкции,
⦁    длительность эксплуатации, которая в некоторых моделях достигает 100 лет,
⦁    невысокая стоимость
плоского коллектора являются основными причинами его популярности.
Но здесь существуют некоторые проблемы, например, в обслуживании, при котором необходимо промывать большое количество параллельных труб малого диаметра. Если этим пренебрегать, то возможно блокирование полости трубок нерастворимыми кристаллами солей, а это снижает производительность водонагревателя.
Плоскостная форма конструкции является причиной того, что максимальное поглощение солнечного потока достигается только при попадании лучей на панель под углом 90 градусов. В остальное время эффективность поглощения снижается. Правда, существуют комплектации плоскостных водонагревателей, в состав которых входят автоматические направляющие устройства, обеспечивающие перпендикулярность попадания лучей, но это увеличивает конечную стоимость.
Существует прямо пропорциональная зависимость эффективности подобных систем от температуры наружного воздуха. То есть чем холоднее на улице, тем ниже температура на выходе из водонагревателя.
Так же эффективность работы зависит от чистоты поверхности коллектора. Серьезным минусом плоского солнечного коллектора является высокая парусность, но зато ударопрочность конструкции достаточно высокая.

 

трубчатый солнечный водонагреватель⦁    Трубчатые вакуумные коллекторы.

Высокий коэффициент поглощения, более 95%, позволяет вакуумному солнечному коллектору эффективно работать практически весь год, в отличие от плоского коллектора, эксплуатация которого длится 9 месяцев. Эти трубчатые коллекторы, конечно дороже и производительнее, и уровень их теплопотерь, благодаря конструкции, самый низкий.
Часто трубчатые вакуумные коллекторы по строению напоминают термос, так как здесь одна стеклянная трубка вставляется в другую. Из межтрубного пространства откачивается воздух и наружную поверхность внутренней трубки, которая находится в вакууме, покрывают слоем абсорбера. Внутри этой трубки находится легко испаряемая жидкость, которая нагреваясь в верхней части под действием солнечных лучей, превращается в пар, конденсируемый в нижней части в жидкость.
Эта система устойчива к замораживанию и работает при минимальной температуре -50С. Испарение же начинается при температуре внутри трубки +30С. Если температура меньше, то в этом случае трубка просто «запирается» и сохраняет тепло.
По причине небольшого суммарного коэффициента потерь вакуумного коллектора, около 2%, температура теплоносителя в нем достигает более 250С. Очевидно, что в умеренных широтах применение этих систем более актуально. Хотя, для их очистки от снега и льда придется прикладывать больше усилий, чем для плоскостных нагревателей, которые приспособлены для самоочищения.

 

⦁    Водонагреватели с пластиковыми солнечными коллекторами.
Эти полиэтиленовые коллекторы, изготовленные заводской штамповкой, достаточно дешевы, но не практичны. Их напрямую можно подключать к системам горячего водоснабжения, но в холодное время и в районах с сильными ветрами использовать нельзя, так как в этих водонагревателях нет теплоизоляционного покрытия.

 

Подведем итоги. Из этого небольшого знакомства с различными типами солнечных  водонагревателей вытекает, что целесообразность приобретения того или иного коллектора зависит от многих факторов.
Задумав использовать гелиосистемы для бытовых нужд, прежде всего, необходимо выяснить следующее:
⦁    для каких целей вам необходим коллектор;
⦁    каков будет график его работы: круглогодичный или сезонный;
⦁    каков будет объем потребления;
⦁    какова минимальная зимняя температура в вашей местности,
⦁    ваши финансовые возможности и многое другое.
Очевидно, что хозяину дачного домика для сезонного проживания нет необходимости приобретать дорогостоящую вакуумную систему. Нужды горячего водоснабжения легко  покрываются плоскими панелями.
Для частного коттеджа, расположенного в регионе с суровыми зимами, целесообразнее использовать вакуумные коллекторы, как для обеспечения полноценного отопления, так и для отопления совместно с горячим водоснабжением.

 

Прежде чем впустить солнечную энергию в собственный дом, необходимо все тщательно взвесить.



Рекомендуем прочесть похожие материалы:
  • •  Как залить фундамент под дом своими руками бетономешалкой
  • •  Кованые беседки. Виды беседок, крыши беседок
  • •  Как сделать деревянные ворота своими руками
  • •  Инсталляция домашнего кинотеатра
  • •  Особенности окон от Rehau
  • •  Отделка пластикового окна в деревянном доме. Фотоотчет
  • •  Столбы для забора. Виды, монтаж
  • •  Силовой кабель. Описание, виды, применение