05.05.2020

Вакуумні сонячні колектори: Вакуумні сонячні колектори Atmosfera® | Atmosfera™. Альтернативные источники энергии. Солнце. Ветер. Вода. Земля. – Типи сонячних колекторів | Atmosfera™. Альтернативные источники энергии. Солнце. Ветер. Вода. Земля.

Содержание

Вакуумні сонячні колектори Atmosfera® | Atmosfera™. Альтернативные источники энергии. Солнце. Ветер. Вода. Земля.

Параметри CBK Twin Power® СВК-А CBK-Nano® CBK-Nano® Plus
Теплообмінник (Manifold) table_img1 table_img2 table_img4 table_img4
Матеріал внутрішнього теплообмінника мідь мідь мідь мідь
Діаметр внутрішнього теплообмінника 45 мм 38 мм 35 мм 35 мм
Діаметр гільзи теплообмінника 25 мм 25 мм 15 мм 25 мм
Глибина гільзи теплообмінника 62 мм 62 мм 62 мм 62 мм
Товщина стінки теплообмінника 1,5 мм 1,5 мм 1,5 мм 1,5 мм
Виходи Латунні виходи, ¾ “HP c широким бортом 4 мм – під накидну гайку
Матеріал ізоляції Мінеральна вата з антігігроскопічним просоченням
Товщина ізоляції 68 – 70 мм 70 – 75 мм 45 – 55 мм 45 – 55 мм
Зовнішній корпус Анодований алюміній, 2 мм
Колір теплообмінника металік металік металік металік
Діаметр гільзи датчика температури 8 мм 8 мм 8 мм 8 мм
Розташування датчика температури з двох боків
Міжтрубна відстань 22 мм 22 мм 22 мм 22 мм
Номінальний тиск теплообмінника 6 бар (8 бар піковий)
Рама (Frame)
Спосіб монтажу Вертикальна, горизонтальна, похила
Ніжки для установки посилена посилена посилена посилена
Матеріал ніжки для установки Нержавіюча сталь
Товщина металу 2 мм 2 мм 2 мм 2 мм
Вакуумні трубки (tubes)
Тип вакуумної трубки
Linuo Paradigma Heat pipe*
Atmosfera™ Heat pipe
Діаметр конденсатора 24 мм 24 мм 14 мм 24 мм
Покриття нікелювання нікелювання немає нікелювання
Діаметр трубки heat pipe 8 мм 8 мм 8 мм 8 мм
Захист від замерзання гільзування гільзування конусовання конусовання
Тип теплопровідного елементу table_img5Подовжений
Якість скла Боросилікатне (ударостійке) скло 3,3 (т-0,91)
Розміри вакуумної трубки 1800 мм × 58 мм (зовн. діаметр) × 47 мм (внутр. діаметр)

Типи сонячних колекторів | Atmosfera™. Альтернативные источники энергии. Солнце. Ветер. Вода. Земля.

Плоскі сонячні колектори

Плоскі сонячні колекториОсновним елементом плоского сонячного колектора є абсорбер – металева пластина зі спеціальним поглинаючим покриттям і напаяти на неї проточним трубопроводом. Абсорбер укладений в спеціальний корпус , у якого лицьова стінка прозора (через неї в колектор проникає сонячне випромінювання), а тильна утеплена мінераловатної плитою або шаром іншого утеплювача.

Внутрішній трубопровід , по якому циркулює теплоносій , на абсорбере може розташовуватися по-різному. Виділяють 2 основних типи розташування: “меандр” і “арфа”. Компанія Атмосфера пропонує плоскі сонячні колектори обох типів.

Для підвищення ефективності колектора на абсорбер може бути нанесено спеціальне селективне покриття. Наявність селективного покриття значно збільшує продуктивність плоского колектора, але, в той же час, збільшує його вартість.

Для зменшення тепловтрат в холодну пору року корпус плоского колектора роблять максимально герметичним. Таким чином теплоізоляція абсорбера досягається за рахунок шару повітря або інертного газу з боку прозорою передньої стінки, і шару утеплювача з боку задньої стінки.

Плоскі колектори є більш ефективними в теплу пору року , проте в зимовий час їх ефективність значно знижується з причини досить високих тепловтрат.

Існують також ще один вид плоских сонячних колекторів – вакуумний плоский колектор. У вакуумному плоскому колекторі теплоізоляція абсорбера від навколишнього середовища досягається не за рахунок шару теплоізоляції, а за рахунок створення всередині короба глибокого вакууму, що запобігає тепловтрати. Такі колектори володіють максимальною продуктивністю серед плоских колекторів, однак, є більш складними в монтажі та експлуатації, і, що суттєво, дуже дорогими.

Незаперечними перевагами плоских сонячних колекторів є їх невисока ціна при високій ефективності в теплу пору року. До недоліків можна віднести низьку продуктивність в зимовий період, а також порівняльне незручність їх монтажу на важкодоступні покрівлі. Плоский колектор є цільною нерозбірними конструкцією, через що піднімати і встановлювати на дах його доводиться цілком.

 

Сонячний колектор — Вікіпедія

Со́нячний коле́ктор — пристрій для збору енергії випромінювання Сонця у видимому та інфрачервоному спектрі.

Типи сонячних колекторів[ред. | ред. код]

Плаский сонячний колектор[ред. | ред. код]

Плаский сонячний колектор

Складається з елементу, що поглинає сонячне випромінювання, прозорого покриття та термоізолюючого шару. Поглинаючий елемент називається абсорбентом; він з’єднаний з теплопровідною системою. Прозорий елемент зазвичай виконується з загартованого скла з пониженим вмістом металів.

При відсутності відбору тепла (застої) пласкі колектори здатні нагрівати воду до 190—200 °C. Чим більше енергії випромінювання передається теплоносію, що протікає в колекторі, тим вище його ефективність. Підвищити її можна, застосовуючи спеціальне оптичне покриття, яке не випромінює тепла в інфрачервоному спектрі.

Стандартним способом підвищення ефективності колектора стало застосування абсорбента з листової міді через її високу теплопровідність.[1][2]

Вакуумний сонячний колектор[ред. | ред. код]

Вакуумний сонячний колектор

В режимі обмеження відбору тепла можливе підвищення температури теплоносія до 250—300 °C. Домогтися цього можна за рахунок зменшення теплових втрат в результаті використання багатошарового скляного покриття, герметизації або створення в колекторах вакууму. Фактично сонячна теплова труба схожа за будовою з побутовими термосами. Тільки зовнішня частина труби прозора, а на внутрішній трубці нанесено високоселективне покриття, що вловлює сонячну енергію.

Між зовнішньою та внутрішньою трубками знаходиться вакуум. Саме ваккумний прошарок дає можливість зберегти близько 95 % уловлюваної теплової енергії. Окрім того, у вакуумних сонячних колекторах знайшли застосування теплові трубки, що виконують роль провідника тепла. При опроміненні установки сонячним світлом, рідина, що знаходиться в нижній частині трубки, нагріваючись перетворюється на пару.

Пари піднімаються у верхню частину трубки (конденсатор), де конденсуючись передають тепло колектору. Використання даної схеми дозволяє досягти більшого ККД (у порівнянні з плоскими колекторами) при роботі в умовах низьких температур і слабкої освітленості. Сучасні побутові сонячні колектори здатні нагрівати воду до температури кипіння навіть при негативній навколишній температурі.

Сонячні колектори-концентратори[ред. | ред. код]

Підвищення експлуатаційних температур до 120—250 °C можливе шляхом введення в сонячні колектори концентраторів з допомогою параболоциліндричних відбивачів, прокладених під поглинаючими елементами. Для отримання більш високих експлуатаційних температур потрібні пристрої стеження за сонцем.

Сонячний водонагрівач житлового будинку. Мальта.

Сонячні колектори застосовують для опалення промислових і побутових приміщень, гарячого водопостачання виробничих процесів, побутових потреб. Найбільша кількість виробничих процесів, в яких використовується тепла та гаряча вода (30-90 °C), проходять в харчовій і текстильній промисловості, які таким чином мають найвищий потенціал для використання сонячних колекторів. Встановлення побутового сонячного водонагрівача дозволяє скоротити витрату електроенергії або газу до 50%. Зазвичай система розташовується у дворі або на даху будинку, при цьому конструкція пристрою та його монтаж доволі прості[3].

У Європі 2000 року загальна площа сонячних колекторів становить 14,89 млн м², а в усьому світі — 71,341 млн м². Сонячні колектори-концентратори можуть виробляти електроенергію за допомогою фотоелектричних елементів або двигуна Стірлінга.

Сонячна башта, Севілья, Іспанія. Побудована 2007 року.

Вперше ідея створення сонячної електростанції промислового типу була висунута радянським інженером Ліницьким в 1930-х роках. Тоді ж ним була запропонована схема сонячної станції з центральним приймачем на вежі. У ній система уловлювання сонячних променів складалася з поля геліостатів — пласких відбивачів, керованих по двох координатах. Кожен геліостат відображає промені сонця на поверхню центрального приймача, який для усунення впливу взаємного затінення піднято над полем геліостатів. За своїми розмірами та параметрами приймач аналогічний паровому котлу звичайного типу.

Економічні оцінки показали доцільність використання на таких станціях великих турбогенераторів потужністю 100 МВт. Для них типовими параметрами є температура 500 °C і тиск 15 МПа. З урахуванням втрат для забезпечення таких параметрів була потрібна концентрація порядку 1000. Така концентрація досягалася за допомогою управління геліостатами по двох координатах. Станції повинні були мати теплові акумулятори для забезпечення роботи теплової машини при відсутності сонячного випромінювання.

У США з 1982 року було побудовано декілька станцій баштового типу потужністю від 10 до 100 МВт. Докладний економічний аналіз систем цього типу показав, що з урахуванням всіх витрат на спорудження 1 кВт встановленої потужності коштує приблизно $ 1150. Одна кВт·год електроенергії коштувала близько $ 0,15.[4][5][6]

Параболоциліндричні концентратори[ред. | ред. код]

Параболоциліндричні концентратори мають форму параболи, розміщеної вздовж прямої. 1913 року Франк Шуман (Frank Shuman) побудував в Єгипті станцію водопостачання з параболоциліндричних концентраторів. Станція складалася з п’яти концентраторів кожен 62 м в довжину, поверхні яких були виготовлені зі звичайних дзеркал. Станція виробляла водяну пару, за допомогою якого перекачувала близько 22 500 л води за хвилину.

Параболоциліндричний дзеркальний концентратор фокусує сонячне випромінювання в лінію і може забезпечити його стократну концентрацію. У фокусі параболи розміщується трубка з теплоносієм (масло), або фотоелектричний елемент. Масло нагрівається в трубці до температури 300—390 °C. Параболоциліндричні дзеркала зазвичай мають довжину до 50 м. Дзеркала орієнтують по осі північ-південь і розміщують рядами через кілька метрів. Теплоносій надходить в тепловий акумулятор для подальшого вироблення електроенергії паротурбінним генератором.

1984–1991 — у Каліфорнії було побудовано дев’ять електростанцій з параболоциліндричних концентраторів загальною потужністю 354 МВт. Вартість електроенергії становила близько $ 0,12 за кВт/год. Німецька компанія «Solar Millennium AG» будує у Внутрішній Монголії (Китай) сонячну електростанцію. Загальна потужність електростанції збільшиться до 1000 МВт до 2020 року. Потужність першої черги складе 50 МВт.

У червні 2006 року в Іспанії була побудована перша термальна сонячна електростанція потужністю 50 МВт.

Світовий банк фінансує будівництво подібних електростанцій в Мексиці, Марокко, Алжирі, Єгипті та Ірані. Концентрація сонячного випромінювання дозволяє скоротити розміри фотоелектричного елемента. Але при цьому знижується його ККД і виникає необхідність в системі охолодження.[7]

Параболічні концентратори[ред. | ред. код]

Параболічні концентратори мають форму супутникової тарілки. Параболічний рефлектор постійно слідкує за положенням сонця для того, щоб енергія сонця була зібрана в невелику площину. Дзеркала відбивають близько 92% сонячного випромінювання що надходить до них. У фокусі відбивача на кронштейні монтують двигун Стірлінга або фотоелектричні елементи. Двигун Стірлінга розташовується таким чином, щоб площина нагріву перебувала у фокусі відбивача. Зазвичай, в двигуні Стірлінга використовують водень, гелій.

У лютому 2008 року Національна лабораторія «Sandia» досягла ефективності 31,25% в установці, що складається з параболічного концентратора та двигуна Стірлінга.

Будуються установки з параболічними концентраторами потужністю 9-25 кВт. Розробляються побутові установки потужністю 3 кВт. ККД подібних систем близько 22-24 %, що вище, ніж у фотоелектричних елементів. Колектори виробляються зі звичайних матеріалів: сталь, мідь, алюміній тощо. без використання кремнію «сонячної чистоти». У металургії використовується так званий «металургійний кремній» чистотою 98 %. Для виробництва фотоелектричних елементів використовується кремній «сонячної чистоти», або «сонячної градації» з чистотою 99,9999 %.

2001 — вартість електроенергії з сонячних колекторів становила $ 0,09-0,12 за кВт/год. Департамент енергетики США прогнозує, що вартість електроенергії, виробленої сонячними концентраторами знизиться до $ 0,04-0,05 у 2015—2020 роках.

Компанія «Stirling Solar Energy» розробляє сонячні колектори великих розмірів — до 150 кВт з двигунами Стірлінга. Компанія будує в південній Каліфорнії найбільшу у світі сонячну електростанцію. До 2010 року буде збудовано 20 тисяч параболічних колекторів діаметром 11 метрів. Сумарна потужність електростанції може бути збільшена до 850 МВт.[8][9]

Сонячна піраміда — це власне піраміда темного кольору, поверхня якої нагрівається сонцем і передає тепло робочому тілу, роль якого виконує повітря чи водяна пара, яке обертає турбіну. Навколо піраміди також можуть розміщуватись конценруючі дзеркала. Сонячний колектор такого типу побудовано в Австралії, та планується побудувати в Індії.[10][11][12]

Лінзи Френеля використовуються для концентрації сонячного випромінювання на поверхні фотоелектричного елемента. Застосовуються як кільцеві, так і поясні лінзи.

Майстерня сонячних колекторів в Україні[ред. | ред. код]

2015 року в селі Часлівці біля Ужгорода започатковано першу в Україні майстерню сонячних колекторів, метою якої є навчити будь-кого виробляти колектори власноруч. Перша подібна майстерня збудована у селі Турна (Словаччина), де українці перейняли цей досвід і почали працювати над вдосконаленням технології.[13]

  • А. И. Капралов Рекомендации по применению жидкостных солнечных коллекторов. ВИНИТИ, 1988
  • Гелиотехника. Академия Наук Узбекской АССР, 1966
  • Солнечный душ\\Наука и жизнь, издательство Правда. 1986 № 1, стр 131
  • Г. В. Казаков Принципы совершенствования гелиоархитектуры. Свит, 1990
  • Hottel, H. C. and Whillier, A.: «Evaluation of Flat-Plate Solar Collector Performance, » Trans. of the Conference on the Use of Solar Energy — The Scientific Basis, Vol. 2, Tucson, AZ, Oct. 31- Nov. 1, 1955, pp 74–104.

Вакуумний і плоский сонячний колектор: який краще

Сонячний колектор – це пристрій, що дозволяє перетворювати сонячне випромінювання в теплову енергію, основними перевагами якого є практично невичерпність ресурсу, що використовується — сонячного світла, при цьому немає необхідності оплачувати його або доставляти до місця використання. Крім того, сонячні колектори — повністю екологічно нейтральні, а їх використання дозволяє істотно знизити викиди вуглекислого газу в атмосферу.

 

Сонячні колектори: особливості конструкції

Найбільшого поширення набули два види сонячних колекторів — плоскі і вакуумні.

 

Плоский сонячний колектор — це металева рама, в якій пошарово закріплені наступні елементи (починаючи від покрівельного покриття):

  • тильна стінка корпусу

  • шар термоізоляції

  • пластина теплозбірника (адсорбуюча я пластина або теплозбірник)

  • теплообмінні трубки, які припаяні / прикріплені до теплозбірника

  • світлопропускаюче скло (кришка, загартоване скло, чий коефіцієнт пропускання становить не менше 95%).

​Сонячне випромінювання, проходячи через скло, потрапляє і розігріває пластину теплозбірника. Від якого тепло передається на теплообмінні трубки, по яких протікає теплоносій.

 

Вакуумний сонячний колектор — це конструкція, яка складається з декількох вакуумних трубок, які об’єднані в єдину систему за допомогою спеціального стикувального вузла-теплозбірника (маніфолда). Візуально такий колектор нагадує радіаторну батарею і має подібний принцип дії. Всередині скляної трубки, з якої відкачано повітря, розташований патрубок який нагрівається, в якому може протікати теплоносій, або знаходиться спеціальна рідина, яка після нагрівання передає теплову енергію теплоносія, що знаходиться в маніфолді (теплозбірнику). Так як вакуумна трубка — це фактично термос з прозорим склом, він має високі показники теплоізоляції, практично все поглинуте сонячне випромінювання передається циркулюючому теплоносія.

 

Ефективність колектора

ККД — один з найважливіших показників роботи сонячного колектора. Він показує, яка саме частина сонячного випромінювання буде перетворена колектором в теплову енергію. Теплові втрати можуть бути викликані декількома факторами — відбиттям і поглинанням сонячної енергії склом, відбиття від поглинача, вторинне інфрачервоне випромінювання і т.і. ККД сонячного колектора залежить від його конструкції і може коливатися від 65 до майже 90%.

 

Найбільшу ефективність мають вакуумні сонячні колектори, які за рахунок вакуумного середовища мають дуже низькі показники тепловтрат. Це особливо яскраво з’являється в холодну пору року, коли продуктивність плоских сонячних колекторів різко падає. У той же час ефективність вакуумного колектора не залежить від температури навколишнього середовища, вона безпосередньо пов’язана з обсягом поглиненої сонячної енергії. У літню пору різниця в ефективності плоских і вакуумних колекторів менш виражена, але останні все ж на 7-10% продуктивніше.

 

Забруднення

 

Вакуумні колектори мають більш високу стійкість до зовнішнього забруднення. Завдяки циліндричній формі трубок і наявності відстані між ними, листя, гілки, шматки паперу і целофану прослизають між ними, залишаючи колектор чистим. Плоский сонячний колектор, особливо встановлений з невеликим кутом нахилу, може зажадати додаткового догляду і очищення.

 

Сніг і обледеніння

 

Робота в умовах засніженості — важливий фактор, який необхідно врахувати, щоб обрати сонячний колектор для України. Як вже зазначалося вище, вакуумні колектори менше страждають від великих снігопадів, сніг практично не скупчується на трубках, особливо якщо вони мають великий кут нахилу. А ось плоский колектор буде потрібно очистити від снігу, втім, через деякий час, через нагрівання скла, сніг може розтанути самостійно.

 

Вакуумні колектори значно втрачають в продуктивності через обмерзання або інею. Якщо на плоскому колекторі через нагрівання скла іній самостійно розтане протягом декількох годин, то на вакуумних трубах він може зберігатися дуже тривалий час.

 

Займана площа

 

При рівній площі, яку займає колектор, потужність вакуумного колектора буде вищою. Пов’язано це з тим, що абсорбери в трубках поглинають як пряме випромінювання, так і відбите, яке надходить на задню поверхню трубки. У деяких випадках, щоб посилити відбиток від підстильної поверхні, її покривають спеціальним світловідбиваючим матеріалом. В цьому відношенні хорошим відбивачем світла є сніг — при встановленні снігового покриву ефективність вакуумного колектора збільшується.

 

Дослідження показують, що при рівній площі, яку займають плоский чи вакуумний колектор,  апертурна (корисна, активна) площа останнього майже на 20% більше. Цей фактор особливо важливий, якщо ви хочете досягти установки сонячного колектора певної потужності в умовах дефіциту площі, наприклад, на даху.

 

Міцність

 

Аналізуючи цей показник, слід зазначити, що здатність протистояти зовнішнім механічним впливам залежить від обраних матеріалів і якості виготовлення сонячного колектора. Як плоскі, так і вакуумні сонячні колектори, які виробляють провідні світові компанії, мають практично однакові показники міцності.

 

Довговічність колектора багато в чому залежить від правильності його установки і експлуатації. Ефективність вакуумного колектора знижується, якщо відбувається розгерметизація трубок. Залежно від конструкції, їх заміну можна провести безпосередньо на місці установки (якщо використовуються коаксіальні вакуумні трубки), так і може знадобитися демонтаж всієї системи (U-образні вакуумні трубки).

 

Парусність

 

Завдяки своїй конструкції, вакуумний сонячний колектор має меншу парусність, ніж плоский. Тому, він буде відчувати менші вітрові навантаження, відповідно, вимоги до жорсткості і міцності його кріплення будуть нижче.

 

Втім, велика парусність впливає і на обсяг тепловтрат. Вітер призводить до додаткового знімання тепла з плоского колектора. Чим вище буде сила вітру і чим пряміше кут атаки на площину колектора матиме вітрової потік, тим більше будуть втрати тепла. Природньо, чим нижче буде температура вітру, тим більше кількості тепла вітер буде «здувати» з площини колектора. У вакуумного колектора цей фактор малопомітний, холодне повітря впливає тільки на утеплений теплозбірник (маніфольд) — він має дуже невелику площу, тому і вітровий вплив буде мінімальним.

 

Вартість

 

Якщо порівнювати моделі однієї потужності, то вартість плоского сонячного колектора значно менше, ніж вакуумного. При цьому, в залежності від типу вакуумних трубок, що використовуються, ця різниця може становити 50-100%.

 

Загальні рекомендації

 

Вибір типу сонячного колектора багато в чому залежить від того, для яких цілей і в яких саме умовах він буде використовуватися.

 

Плоский сонячний колектор варто вибрати для сезонного використання, він відмінно підійде для літнього табору, для установки на дачі, базі відпочинку і т.д.

 

Вакуумний сонячний колектор рекомендується встановлювати для цілорічної експлуатації. Крім того, він значно ефективніший в якості частини загальної системи опалення, ніж плоский колектор. В осінньо-весняний період, поки температура не дуже низька, вакуумний колектор може використовуватися як основне джерело опалення. З настанням холодів він може бути задіяний як додаткове джерело обігріву теплоносія. Спостереження показують, що в залежності від потужності і погодних умов, вакуумний колектор може скоротити споживання палива (газ, вугілля, дрова) на 40-80%.

 

Ваша геліосистема повинна бути заснована на вакуумних колекторах, чим північніше регіон (чим менший рівень інсоляції). Тим більше виправданою є установка вакуумного колектора, який демонструє високий рівень ефективності навіть в регіонах з помірним кліматом і невеликим числом ясних сонячних днів.

  

Сонячні колектори — це найбільш важливий компонент геліосистем, плоскі і вакуумні

Сонячні колектори: плоскі і вакуумні

СОНЯЧНІ КОЛЕКТОРИ — це найбільш важливий компонент геліосистем. У них відбувається зміна сонячного випромінювання в теплову енергію, яку переносить солярна рідина.

СОНЯЧНІ КОЛЕКТОРИ — це найбільш важливий компонент геліосистем. У них відбувається зміна сонячного випромінювання в теплову енергію, яку переносить солярна рідина.
ПЛОСКІ КОЛЕКТОРИ — важливою частиною колектора є абсорбер, завданням якого є максимальне поглинання енергії сонячного випромінювання для її перетворення в теплову енергію, і мінімальне випромінювання тепла. Абсорбери виготовляються з листової міді, покритої високовибірковим абсорбційним шаром. Сонячний колектор ізолюється від теплових втрат за допомогою мінеральної вати, яка знаходиться всередині корпусу, виконаного з алюмінієвої рами, а в нижній частині з оцинкованого листового металу. У верхній частині колектора знаходиться солярне скло, яке виготовляється з безпечного загартованого скла, що відрізняється високою стійкістю до механічних пошкоджень, у тому числі до деяких типу граду, а також максимальної проникністю для сонячного випромінювання.
СОНЯЧНІ ВАКУУМНІ КОЛЕКТОРИ HEAT PIPE — на внутрішній шар вакуумної трубки напилений високовибірковий абсорбційний шар. Цей шар гарантує високу ефективність поглинання сонячного випромінювання, яке перетворюється на теплову енергію, а потім за допомогою радіатора передається в мідну трубку. У мідній трубці знаходиться випаровуюча субстанція, яка передає тепло в конденсатор, а той у збірну трубу теплообмінника, через яку проходить солярна рідина, яка надходить потім в змійовик в теплообміннику гарячої води. Збірна труба в металевому корпусі в теплообміннику ізольована з метою запобігання теплових втрат. Скло, з якого виготовлена вакуумна трубка, має спеціальний хімічний склад, який гарантує високу стійкість до механічних пошкоджень, а також максимальну проникність для сонячного випромінювання.

ПРАВИЛЬНО ВСТАНОВЛЕНІ СОНЯЧНІ КОЛЕКТОРИ повинні бути нахилені під кутом 30-45° в південному напрямку.

ПЛОСКИЙ ЧИ ВАКУУМНИЙ?

ПРИНЦИПОВІ ВІДМІННОСТІ плоскі і вакуумні колектори відрізняються пристроєм і застосуванням. У плоского колектора є велика абсорбційна площа, короткий шлях сонячного випромінювання до абсорберу, безпосереднє зіткнення абсорбера з рідиною,
протікає через колектор, він добре показав себе при хороших погодних умовах. У пристрої вакуумного колектора, в свою чергу, використовується в якості ізолятора вакуум, його ефективність вище в осінньо-зимовий період, тобто коли потреба в енергії зростає.
При виборі колектора потрібно розуміти, коли і з якою метою буде використовуватися колектор.

Графік роботи сонячних колекторів

Аналізуючи графік, можна відзначити, що вакуумний колектор працює швидше і довше може працювати при настанні опалювального сезону. У свою чергу плоский колектор ідеально вписується в сезон, коли опалення відключене.
Тому вакуумні колектори підтримують систему центрального опалення — цей процес полягає в тому, що вода в ємності гарячої господарської води попередньо підігрівається нижнім змійовиком, в який поступає вода з колектора, завдяки чому верхній змійовик, в який поступає вода з системи центрального опалення, витрачає менше енергії на нагрів води.
Ще одна відмінність — стійкість до граду: у плоских колекторів є більше товстий шар скла, тому вони мають більш високою стійкістю до граду.
Через особливості конструкції вакуумних колекторів Heat Pipe не можна використовувати реверсивне охолодження — функцію на період відпустки.
Вакуумні колектори добре підходять для роботи при низьких температурах і при низької інтенсивності випромінюванні.
Практика показує, що їх продуктивність в зимовий період може бути на 30% вище, ніж плоских колекторів.
Плоскі колектори відрізняються високим оптичним коефіцієнтом корисної дії, що дозволяє отримати кращі результати в літній період.
Через ці відмінності за весь рік плоскі колектори всього приблизно на 10% менш продуктивні, ніж вакуумні.

ПІДБИТТЯ ПІДСУМКІВ

Плоскі колектори рекомендуються для всіх сезонних мереж, що працюють в літній період. Відмінно себе показали в установках, що підігрівають воду в басейнах, установках для підігріву гарячої води в будинках на одну сім’ю, на кемпінгах або на літніх базах відпочинку. Вакуумні колектори практично незамінні в установках, що проектуються для підтримки центрального опалення, або мережах гарячої господарської води при передбачуваній низькій інсоляції.

 

Потужні вакуумні сонячні колектори та водонагрівачі для опалення та нагріву води

Вакуумні сонячні колектори з високим ККД

Вакуумний сонячний колектор – пристрій, що демонструє ефективність в різні пори року. ККД такого агрегату може сягати 95%. Навіть за умов низької щільності сонячного потоку опромінення (інсаляції) колектор тримає передові позиції ефективності. Ціна на вакуумні сонячні колектори цілком адекватна, зважаючи на їх здатність до енергозбереження.

Вакуумний сонячний колектор – обігрівач майбутнього

Завдяки своїй будові новітні  агрегати теплової енергії мають високий показник продуктивності. На неї впливають:

  • Рама з алюмінію, що своєю легкою вагою дозволяє приладнати «збирач сонячних променів» у тому місці покрівлі, де він буде найбільш доречний;
  • 75-сантиметровий шар термоізоляції теплообмінника;
  • Можливість розмістити систему під кутом від 30 до 600, що суттєво розширює можливості пристрою;
  • Автоматична система, яка при зменшенні сонячної інсаляції залучає інші джерела енергії у мінімальній кількості.

Такі пристрої впевнено завойовують популярність. При постійному здорожчанні енергоносіїв це – ідеальне рішення для розумних господарників, які цінують свій час і вміють правильно розпорядитися наявними фінансами.

Ціна вакуумного сонячного колектора та його можливості

Такі агрегати зручні тим, що можуть бути розміщені як горизонтально, так і вертикально. Тому пристрій максимально «забирає» сонячне проміння з даху, підвищуючи показники ефективності та економічності. Економія енергетичного ресурсу при використанні пристрою сягає 50%. Завдяки цьому новинка для дому окупається максимально швидко.

Принцип дії вакуумної сонячної системи нагріву простий: спеціальний буферний бак в автоматичному режимі перетворює енергію сонця на теплову. Є можливість залучення альтернативної енергії, коли сонячної виявляється недостатньо для ефективної роботи. Альтернативні ресурси залучаються в цьому випадку дуже економно.

Вакуумні сонячні колектори: додаткові переваги

  • Агрегат працює при негативному температурному режимі – до мінус 300;
  • Пристрій продовжує поглинати енергію сонця і за похмурої погоди;
  • На продуктивність нагрівача не впливають несприятливі погодні умови: дощ, вітер, вологість повітря;
  • Агрегати нового покоління ефективні впродовж усього року завдяки ідеальній ізоляції вакуумних трубок.

В нашому магазині можна купити новітні системи обігріву за доступною ціною. Пропонуємо ознайомитися з модельним рядом продукції та обрати для себе найбільш прийнятну модель.

Вакуумні сонячні колектори і їх класифікація

Вакуумні сонячні колектори — найбільш ефективний вид гелоустановок. Це пов’язано з тим, що їх конструкція дозволяє звести тепловтрати до мінімуму.

 

 

Конструкція вакуумного сонячного колектора — це ряд паралельних рядів прозорих трубчастих профілів. Вакуумні трубки — основний робочий елемент колектора. Їх традиційно виготовляють з боросилікатного скла. З одного боку — воно дуже міцне, його важко не те, що розбити, але і навіть подряпати. З іншого боку, воно довгий час залишається прозорим, здатним без помутніння роками пропускати сонячне світло в широкому діапазоні з мінімальним коефіцієнтом відбиття.

 

 

Головна функція вакуумованої трубки — поглинути все сонячне випромінювання, що надходить ззовні, і не дати вийти йому в зовнішнє середовище. Теплова енергія може покинути робочу частину вакуумного сонячного колектора тільки двома способами — за рахунок прямої теплопередачі теплоносія або в вигляді інфрачервоного випромінювання. Другий варіант за рахунок відсутності молекул, які можуть переносити тепло, майже повністю виключений.

 

 

Вакуумна труба нагадує собою термос — в трубу з великим діаметром вставлена інша, з меншим діаметром, між ними відкачане повітря. За рахунок створення вакууму вдається отримати майже повну теплоізоляцію. Внутрішню трубу покривають особливим селективним шаром — абсорбером — який має дуже високий коефіцієнт теплопоглинання. В результаті вакуумні сонячні колектори виявляються ефективними навіть при мінусовій температурі, добре поглинаючи як пряме, так і перевідбите сонячне випромінювання. При цьому також поглинається і перетворюється в тепло інфрачервоне випромінювання, що проходить крізь хмари.

 

Особливості конструкції вакуумної трубки впливають на коефіцієнт поглинання, швидкість нагріву і перетворення сонячної енергії в теплову.

 

 

Залежно від конструкції і способу передачі тепла розрізняють чотири основні типи:

 

  • коаксіальна трубка (інше часто встречабщееся назва — Heat Pipe)

  • подвійна коаксіальна трубка

  • пір’яна вакуумна трубка

  • U-type — U-подібна вакуумна трубка

 

 

Коаксіальна трубка

 

Найпоширеніший і затребуваний у споживача вид вакуумних трубок. На системи з коаксіальними трубками (тепловими трубами) припадає більша частина продажів на ринку. Усередині прозорої скляної колби укладена трубка-гільза, звичайно зроблена з міді, рідше – з алюмінію. Всередині трубки знаходиться рідина, що має низьку температуру кипіння або, як варіант, вода під низьким тиском.

 

 

Під впливом сонячних променів рідина (вода), яка знаходиться всередині колби, нагрівається і закипає, пара починає підніматися вгору. По міру просування вгору вона додатково нагрівається, стикаючись з нагрітою мідною стінкою. У верхній частині системи пара надходить в теплообмінник (для його позначення часто може використовуватися англійський термін manifold — маніфолд), в якому нагріває теплоносій. Після теплообміну охолоджений пар конденсується на стінках теплообмінника і стікає вниз, після чого процес повторюється знову. Існує два способи приєднання вакуумної трубки і теплообмінника — через спеціальне гніздо, впаяні в трубний теплообмінник, або гільза охоплена самим трубним теплообмінником.

 

 

Сонячні колектори з коаксіальними трубками (система heat-pipe) мають досить високий ККД — в середньому він становить близько 65-70%. До інших переваг можна віднести їх надійність, відносно простий монтаж і високу ремонтопридатність — щоб замінити одну трубку, немає необхідності демонтувати всю систему, всі роботи можна проводити безпосередньо на місці установки сонячного колектора. Вони можуть використовуватися в високонапірних геліотермальних системах.

 

 

Спарені коаксіальні трубки

 

Єдина відміна від описаної вище системи — до теплообмінника підключені відразу дві мідні трубки (теплові труби) аналогічної конструкції. Спарена система, за рахунок більшої місткості і площі стінок теплообмінника дозволяє краще поглинати сонячну енергію, тим самим прискорюючи процес нагрівання води.

 

 

Пір’яна вакуумна трубка

 

Пір’яна вакуумна трубка — це одностінна скляна колба, у якій товщина стінок більше, ніж у коаксіальної трубки. Розташований усередині абсорбційний елемент, що виготовляється з міді, додатково по всій довжині посилюється гофрованої пластиною, яка має високорівневе енергопоглинаюче напилення. Саме через цю пластину, яка за формою нагадує перо, вакуумні трубки цього типу і отримали свою назву.

 

 

Така конструктивна особливість дозволяє вакууму розташовуватися безпосередньо в тепловому каналі, частину його інтегрується безпосередньо в колбу разом з абсорбентом. За своїм ККД пір’яні вакуумні трубки перевершують коаксіальні аналоги, але при цьому через більш складну конструкцію вони істотно дорожче. Але за рахунок більшого вироблення тепла ця різниця досить швидко окупається. До недоліків варто віднести досить складний ремонт, якщо нагрівальний елемент вийшов з ладу або порушена цілісність колби.

 

 

U-подібна вакуумна трубка

 

Свою назву отримала через специфічну форму прямоточного теплообмінника, який схожий на англійську букву «U». Усередині теплообмінника циркулює теплоносій. На один вхід подається рідина з магістралі з холодним теплоносієм, а другий вихід підключений до магістралі, куди подається вже нагрітий теплоносій. Який потім подається в накопичувальний бак — таким чином в системі створюється природна циркуляція. Щоб збільшити теплопоглинальні властивості трубки, на внутрішні стінки наносять спеціальне селективне напилення.

 

 

Якщо порівнювати ефективність нагріву, то у U-образних вакуумних трубок вище, ніж у коаксіальних, їх ККД може досягати майже 77%. Але маючи хорошу тепловіддачу, трубки цього типу мають ряд істотних недоліків:

  • велика гідравлічна опірність, колектори, побудовані на прямоточних U-трубках, не можуть функціонувати під високим тиском (примусова циркуляція), тому хорошу ефективність демонструють тільки під час теплого сезону

  • низька ремонтопридатність — трубки і теплообмінник представляють єдине ціле, тому при виході з ладу всього однієї трубки необхідно повністю демонтувати весь колектор — не можна окремо замінити тільки одну пошкоджену трубку. При цьому доведеться повністю злити весь теплоносій, залитий в геліосистему.

 

 

Якщо порівнювати за ефективністю, то найбільший ККД мають U-образні вакуумні трубки, трохи гірші показники у пір’яних і спарених коаксіальних, найменший ККД — у коаксіальних (Heat Pipe) трубок. При цьому розробники намагаються підвищити показники гелеосистем, за рахунок комбінації різних типів вакуумних трубок. Наприклад, високий ККД має пір’яна трубка з тепловим каналом типу «нeat pipe».

Отправить ответ

avatar
  Подписаться  
Уведомление о