Солнечные коллекторы для отопления дома, принцип работы гелиосистемы, особенности подключения коллекторов

Любой солнечный коллектор — это особый вид климатической техники. Она используется для производства горячей воды, чтобы в дальнейшем использовать её для различных нужд. Возможность внедрения возобновляемых бесплатных источников энергии в производственный цикл становится главным отличием коллекторов от другой подобной техники. Принцип изменения плотности воды во время её нагрева — вот на чём основана работа таких устройств. Это означает, что осуществляется движение воды наверх, для дальнейшего подогрева выталкиваются более холодные участки воды. Так что нет необходимости использовать какое-либо дополнительное насосное оборудование.

Как работает коллектор в системе отопления

Чаще всего гелиосистемы используют для своей работы обычную воду, а так же антифриз. Если по сравнению с коллектором температура воды в нижней части ниже, включается обогрев. Вода перемещается по системе благодаря встроенному насосу. Нагрев воды в накопителе происходит через теплообменник, обычно коллекторы нагреваются только до определённой температуры.

При необходимости направление воды в системе меняется благодаря смесителю. Таким образом, остывающая и тёплая вода время от времени сменяют друг друга. За счёт расширения тёплой воды происходит замена жидкости в системах с естественной циркуляцией. При нагреве тёплая вода поднимается вверх, холодная выталкивается в нагревательный бак.

Обязательно наличие теплоизоляционного слоя толщиной как минимум 25−30 сантиметров, иначе система не сможет работать стабильно. Что касается резервуара, то лучше всего использовать прямоугольную форму. При соблюдении этого условия вода будет равномерно распределяться по всем имеющимся участкам. Так что работа системы в целом станет более полноценной.

Отопление домов солнечными коллекторами

Затраты на обогрев частного дома могут снизиться до 50−90 процентов, если правильно смонтировать солнечные коллекторы. Весна-осень — период, когда обогрев происходит особенно активно, хотя в принципе система работает в любое время года.

Главные параметры, которые нужно рассчитывать при выборе коллектора:

• площадь гелиосистемы
• количество тепловой энергии

Если система будет использоваться в зимний период, то и расчёты проводятся соответственно. Ведь в зимние морозы требуется гораздо больше энергии и затрат для того, чтобы помещение было комфортным для проживания.

Достаточно часто солнечные коллекторы выступают лишь дополнительными источниками тепла. Автономное использование гелиосистемами тоже возможно, если теплоизоляция дома выполнена правильно.

Естественная циркуляция воды за счёт конвекционных потоков — лишь один из принципов, по которому может быть организована гелиосистема. Из-за пассивной циркуляции воды этот вариант менее эффективен, чем все остальные. Бак обязательно примыкает к коллектору, но в то же время находится выше него.

Дополнительные электрические циркуляционные насосы используются в системах с принудительной циркуляцией. В данном случае сами коллекторы становятся более эффективными, поскольку более эффективно используется вода. Но к обслуживанию такие устройства более требовательны, всё зависит от электрической энергии, за счёт которой всё работает.

Подключение коллекторов к системе отопления

От того, какой тип циркуляции используется в той или иной системе, зависит то, как будет производиться подключение к отопительной системе. Подключение к системе с естественной циркуляцией — один из самых простых способов. Здесь главным принципом становится только нагрев воды в системе отопления.

Выше уровня коллектора подключается накопительный бак. Верхний вывод, таким образом, должен подключаться ко входу горячей воды в систему отопления, а нижний к обратке. На входе в солнечный коллектор для отопления в таком случае могут возникнуть воздушные пробки. Потому такие системы стоят дешевле, чем вариант с использованием насосов.

С использованием автоматики можно подключить солнечный коллектор к системе с принудительной циркуляцией. Эти системы обладают своими особенностями:

1. Контроллер управляет насосом на основе показаний специальных датчиков.
2. Когда по этим датчикам температура достигает заданного значения, обогрев прекращается
3. Бак-накопитель, обратка и выход коллектора — места, где обязательно устанавливаются такие датчики
4. Вместе с такой системой лучше использовать дополнительные источники тепла. Например, твердотопливные или газовые котлы.

На степень нагрева воды в системе в таких случаях влияет местоположение коллектора по отношению к солнцу, а так же уровень его наклона. Лучше с самого начала устанавливать коллекторы так, чтобы под прямыми солнечными лучами они находились большую часть дня. Объём бака в морозный период лучше выбирать около 40 см³, если не планируется подключать дополнительные источники тепла. Иначе в пасмурные дни система будет работать не совсем эффективно.

Довольно сложно рассчитать количество квадратных метров, которые необходимы для той или иной системы коллекторов. Здесь важны не только наклон крыши и сторона, значение приобретают уровень солнечной радиации в данном регионе, объём накопителя. Потому все расчёты лучше доверить квалифицированным специалистам.

Сейчас производством солнечных коллекторов занимаются разные производители. Выбирая ту или иную марку, надо обязательно обратить внимание на её производительность. В перерасчёте на м2 у каждой торговой марки она может быть своя. И в некоторых случаях разница становится действительно заметной.

Коллекторы из поликарбоната

Листы ячеистого поликарбоната или полипропилена — главные элементы, из которых состоят такие коллекторы. К торцам листов крепится непосредственно сам коллектор. Только в специальном жестяном крытом коробе необходимо осуществлять монтаж подобной системы. В качестве крышки следует использовать дополнительный лист из поликарбоната. Можно сделать и стеклянную крышку, но, если светопроницаемость будет излишний, поликарбонат создаст парниковый эффект, так что всё будет похоже на двойное остекление. Так что лучше всё делать полностью из поликарбоната, так система будет работать стабильнее.

Дополнительная информация о структуре

Сам солнечный коллектор становится главным элементом в системе нагрева воды. Эта конструкция может быть отнесена к одной из трёх групп:

• плоские коллекторы
• вакуумные коллекторы
• водяные коллекторы

Алюминиевая рама становится основой для плоских коллекторов. Внутри неё располагаются медные трубки, сверху их покрывает специальный поглощающий материал. Снизу находится теплоизоляция. Закалённое стекло практически полностью закрывает эту конструкцию, само стекло всегда отличается большой пропускной способностью относительно света. Такие системы можно включать только в определённое время года, а можно пользоваться ими круглый год.

Рама с вакуумными трубками из боросиликатного стекла — вот что используется для изготовления вакуумных коллекторов. Ещё одна колба со специальным поглощающим покрытием имеется при этом внутри каждой отдельной трубки. Медная трубка с теплоносителем под низким давлением располагается в самих колбах. В теплообменник с жидкостью помещается конец медной трубки, именно туда выделяется тепловая энергия, которая аккумулируется в системе.

Конструкция типа «морская трубка» тоже является отдельной разновидностью вакуумных коллекторов. Бак для воды и трубки в этом случае находятся на раме. Внутри каждой трубки находится ещё одна трубка, между ними обязательно устраивается специальное вакуумное пространство. Слоем абсорбента покрыты вакуумные трубки, более того, они заполнены водой. Когда происходит нагрев, вода поднимается в бак. Холодная опускается к трубкам для нагрева. Такие системы ещё называются водяными солнечными коллекторами.

Бак-аккумулятор выступает вторым элементом, который обязательно присутствует в любой системе. Именно он используется для хранения воды, в дальнейшем потребляющейся для различных нужд. Наружную часть бака лучше утеплить отдельным слоем толщиной минимум в 3 сантиметра, иначе в холодное время года он не сможет сохранить тепло. Бойлер для солнечного коллектора тоже подождёт.

На что следует обратить внимание

Любые гелиоустановки характеризуются номинальной мощностью, которая обозначается в киловаттах. Это количество энергии, которое вырабатывается при ярком солнце в зените. Это означает, что эффективность системы будет снижаться утром и вечером. Ночью, скорее всего, можно будет использовать горячую воду только из бойлера, где вода копилась на протяжении целого дня.

Выбирая модель коллектора, обратите внимание на то, можно ли его использовать в зимний период. И на то, какая мощность должна быть у системы, к которой коллектор подключается. Установка коллекторов обычно осуществляется на крышу или на каркас, который монтируется отдельно.

Гелиосистема для загородного дома (видео)

Оцените статью: Поделитесь с друзьями!

Водяной солнечный коллектор

Изобилие солнечного света и тепла летом, страстное желание или потребность добиться реальной экономии в отоплении и горячем водоснабжении заставляют многочисленных умельцев придумывать и реализовывать в металле самые интересные с их точки зрения проекты солнечного водяного коллектора.

Но, как всегда, умные люди советуют – перед тем, как приниматься за изготовление водяного солнечного коллектора своими руками, познакомьтесь с готовыми конструкциями, воплощенными в реальность. Сложно сказать, достигнута ли главная цель и получен требуемый эффект преобразования солнечного тепла в водяное. Как правило, информация об этом у мастеров отсутствует.

Поэтому перед изготовлением водяного солнечного коллектора проанализируйте и ответьте сами себе на простые вопросы:

• Какое количество горячей воды необходимо, и для каких целей предполагается его использовать;
• Какие параметры водяного солнечного коллектора удовлетворят потребителя;
• Оправдают ли себя средства и время, потраченные на поставленные цели.

Совет! Для изготовления водяного солнечного коллектора необходимо иметь хотя бы примитивные знания о водяном солнечном коллекторе и теплопередаче на уровне выпускника советского техникума.

Цели и задачи изготовления водяного солнечного коллектора

Стоит напомнить, что для солнечного потока максимальная падающая тепловая энергия в среднем составляет 800Вт/ч на метр в квадрате в летнее время. Для систем водяного отопления современного дома или квартиры этого явно недостаточно. Например, при отапливаемой площади в 50м² минимальные тепловые потребности составят не менее 7-8кВт/ч, в зависимости от состояния жилья, значит, при 100% КПД устройства потребуется, как минимум, 10м²

солнечного коллектора.

А вот как альтернатива электрической бойлерной системе водяной солнечный коллектор вполне потянет. При условии наличия в системе теплоаккумулятора и водяного насоса.

Важно! Цена простейшего китайского плоского водяного коллектора тепловой мощностью в 1,1квт, нормального качества, не превышает 150 евро. Примем для проекта, что стоимость материалов и вспомогательных устройств, использованных для постройки водяного солнечного коллектора, не должна превысить 130-150 евро. В противном случае затраты не оправдывают цели.

Подбираем  конструкцию водяного солнечного коллектора

В качестве рабочей модели используем стандартную и многократно проверенную конструкцию с использованием набора параллельных нагреваемых трубок. Самый сложный вопрос – материалы. Среди многочисленных вариантов солнечных водяных любительских конструкций можно выбрать наиболее подходящую схему, при условии:

1. Длина единичной нагреваемой трубки от подводящей общей трубы до водосборной трубы не должна превышать 70см для горизонтальной схемы и 200см для вертикальной. Размер получен практическим подбором.
2. Шаг между теплоприемными трубами не должен превышать величину 10 диаметров для медного исполнения и 5 диаметров для алюминиевого. Это связано, прежде всего, с необходимостью эффективно собирать тепло с поверхности теплового экрана-поглотителя солнечного тепла. При более высоком шаге ухудшается теплосъем и увеличиваются потери, при меньшем шаге растут затраты на материалы без значительного повышения эффективности водяного коллектора.
3. В комплекте с солнечным водяным коллектором необходимо подключить бойлер с внутренним дополнительным теплообменником и насос с производительностью в пределах 100-150л\ч горячей воды.

Достаточно часто встречаются конструкции водяных коллекторов с использованием разнообразных теплообменников от старых холодильников и подобные им устройства. Сам по себе такой теплообменник, впаянный в лист меди или закрепленный на тепловом экране, даст в солнечный день максимум пол-литра кипятка в час. Более рационально использовать его медную трубку для изготовления нагреваемых трубок водяного солнечного коллектора.

Для солнечного водяного коллектора потребуется определенное количество медных трубок, флюса и оловянно-свинцового припоя, листовой меди.

Для коллектора в габаритах 200х70см необходимо:

• Трубки медной, диаметром 12-15мм — 4,2м, стоимость оценочно в 20-25дол.;
• Трубки нагреваемой, медной, диаметром 8мм – 30м, стоимость – 90дол;
• Листовой меди, шириной 100мм и толщиной 1мм – 20м, цена — до 20дол;
• Припоя ПОС-9 и спиртово-канифольного флюса 300 и 100гр соответственно -5дол.

Итог: средняя стоимость материалов оценивается в 140-150дол., что примерно сопоставимо с требованиями к себестоимости проекта водяного коллектора солнечного света.

Изготавливаем теплообменник водяного солнечного коллектора

Перед пайкой и сборкой потребуется провести разметку и раскройку материала. Места сверления отмечаем ударом остро заточенного пробойника.

Сверловку отверстий выполняем только на сверлильном станке, аккуратно снимаем заусенцы.

Перед сборкой и пайкой нагреваем места пайки газовой горелкой, обрабатываем флюсом и облуживаем припоем все места пайки. Тонкие нагреваемые трубки лудим по всей длине в местах будущего крепления экрана-поглотителя.

В процессе спаянные места оборачиваем мокрой ветошью для исключения расплавления спая из-за перегрева теплообменника.

Вторым заходом вырезаем полоски меди так, чтобы они образовали сплошной лист. Не пытайтесь припаивать один сплошной лист, это сложнее чем вы думаете, и потребует специального оборудования.

На концах подводной и отводной трубы запаивают штуцера для крепления труб, соединяющих солнечный коллектор с бойлером или водяным теплоаккумулятором.

Для исключения возможных деформаций конструкции коллектора теплообменник можно поместить в коробку или на навесную раму. Как правило, дно коробки выстилают теплоизоляционным матом и дополнительно задувают строительной пеной.

До монтажа в короб необходимо провести проверку герметичности пайки. Для этого следует один из штуцеров заглушить с помощью резьбовой пробки на уплотнительной фум-ленте. Ко второму штуцеру подводится давление от строительного или автомобильного компрессора. Каждый стык пайки последовательно обмазывается мыльным раствором, подобно проверке на утечку газа. В случае наличия пузырей брак необходимо перепаять.

Покрытие для водяного солнечного коллектора

Отдельная тема – нанесение покрытия, чем обычно козыряют все продавцы водяных солнечных коллекторов, промышленного изготовления. Для нанесения абсолютно черного покрытия использует лак в аэрозольной упаковке и кусок резины. Перед выполнением работ поверхность теплообменника необходимо обработать спиртом или ацетоном.

Все работы выполняются на открытом воздухе, на сквозняке, используя респиратор. Перед нанесением покрытия располагаем коллектор так, чтобы нагреваемые трубки стояли вертикально, и зажигаем резину. Последовательно распыляем лак, и через секунду подносим коптящее пламя резины на расстояние, обеспечивающее осаждение сажи на тонкий слой лака. Работу лучше выполнять в несколько заходов, пока не будет получено сплошное черное сажевое покрытие. После окончательного высыхания лака покрытие хорошо держится на медной поверхности. Можно в качестве эксперимента нанести повторный слой лака, но зачастую он не нужен.

Готовый водяной коллектор монтируется в короб и закрывается листом прозрачного поликарбоната. Он лучше и легче стекла, не боится тепловых перегрузок от солнечного света, ударов, благодаря специальной защитной пленке более долговечен в использовании, даже на открытом солнце. Но, в отличие от минерального стекла, поликарбонат имеет высокий коэффициент теплового расширения, примерно на 1м величина изменения составляет 3мм. Поэтому лист крепится на поверхность водяного коллектора с использованием специальных теплокомпенсирующих подкладок и шайб, герметика, устойчивого к солнечному излучению.

Перед герметичной упаковкой коллектора в корпус в нижней части можно уложить пару мешочков с силикагелем или фирменных поглотителей влаги и водяных паров.

Воздушный солнечный коллектор для отопления дома

Панельные воздушные солнечные коллекторы для отопления дома — это источник дополнительной тепловой энергии. Модули подходят для жилых домов, теплиц, дач, коттеджей, турбаз. Один блок в среднем вырабатывает около 1,5 кВт/час, чего более чем достаточно для поддержания комфортной температуры в весенне-осенний период.

Воздушные коллекторы в зимнее время года сокращают расход топлива (газа, электричества), на котором работает котёл до 52%. Летом модуль работает на поддержание влажностного микроклимата и кондиционирование помещений.

Как устроен воздушный коллектор

Принцип работы основан на простых физических законах. Солнечные лучи проникая в атмосферу земли практически не отдают тепла. Нагрев воздуха происходит после того как ультрафиолет попадает на твердые поверхности. Под действием солнечных лучей грунт и другие предметы нагреваются. Происходит теплообмен.

Устройство воздушных солнечных коллекторов использует описанное явление, аккумулируя тепло и направляя его в помещение. В конструкции присутствуют следующие детали:

• корпус с теплоизоляцией;
• нижний экран, абсорбер;
• радиатор с аккумулирующими ребрами;
• верхняя часть из обычного стекла или поликарбоната.

В конструкцию коллектора входят вентиляторы. Основное предназначение: нагнетание нагретого воздуха в жилые помещения. В процессе работы вентиляторов создается принудительная конвекция, за счет которой холодные воздушные массы поступают в блок коллектора.

Принцип обогрева и его эффективность

Абсорберы воздушных коллекторов делают черного цвета, для увеличения интенсивности нагрева под воздействием солнечного излучения. Температура воздуха в коллекторе достигает 70-80°С. Тепла с избытком хватает для полноценного обогрева помещений небольшой площади.

Принцип действия воздухонагревателя следующий:

• воздух закачивается с улицы в корпус коллектора принудительным способом;
• внутри блока установлены абсорберы, отражающие тепло, поднимающие температуру внутри ящика до 70-80°С;
• происходит нагрев воздуха;
• разогретые воздушные массы принудительно нагнетаются в отапливаемые помещения.

В заводских моделях обеспечение циркуляции воздуха осуществляется при помощи вентиляторов, подключенных к солнечным батареям. Как только ультрафиолетовое излучение становится достаточно интенсивным, чтобы выработать некоторое количество электроэнергии, турбины включаются. Коллекторы начинают работать на обогрев. Зимой интенсивность излучения Солнца снижается.

Дом не сможет полностью функционировать на солнечном воздушном отоплении. Воздухонагреватели используются как дополнительный источник тепла. При правильных расчетах одна установка (данные взяты из технических характеристик воздушных солнечных коллекторов Solar Fox) обеспечит следующую экономию, за отопительный сезон:

• газ до 315 м³;
• дрова до 3,9 м³.

Система солнечного воздушного обогрева компенсирует около 30% необходимого для здания тепла. Полная окупаемость достигается в течение 2-3 лет. Если учесть, что принцип работы связан с использованием установки и для кондиционирования воздуха, а в течение года вырабатывается около 4000 кВт, целесообразность использования становится еще очевиднее.

В странах ЕС широкое распространение получило конструкторское решение «солнечная стена». Конструкция заключается в следующем:

• в здании одна из стен изготавливается из аккумулирующего материала;
• перед панелью устанавливается стеклянная перегородка;
• в течение дня тепло аккумулируется, после чего отдается в помещение ночью.

Для усиления конвекции, солнечный коллектор делается не во всю стену. Вверху и внизу предусматривают раздвижные шторки.

На КПД воздушного коллектора существенно влияет время года. Так, в декабре коэффициент полезного действия поддерживается на уровне 50%, в октябре и марте увеличивается до 75%.

Солнечный коллектор — водяной или воздушный

Каждый из нагревателей эффективен, отличается только основное предназначение и принцип работы:

• Водяной коллектор — применяется для обеспечения потребностей в ГВС и низкотемпературных систем теплых полов. Эффективность работы в зимний период существенно снижается. Вакуумные и панельные коллекторы косвенного нагрева, подсоединенные к буферной емкости, продолжают аккумулировать тепло в течение всего года. Главный недостаток, высокая стоимость гелиоколлектора, монтажа и обвязки.
• Воздушный вентиляционный коллектор — отличается простой конструкцией и устройством, которое при желании можно изготовить самостоятельно. Основное предназначение: обогрев помещений. Конечно, существуют схемы, позволяющие использовать полученное тепло для ГВС, но при этом эффективность воздушных коллекторов падает практически вдвое. Преимущества: низкая стоимость комплекта и установки.

Солнечные воздушные системы отопления работают только днем. Нагрев воздуха начинается даже в пасмурную погоду, при сильной облачности и во время дождя. Работа воздухонагревателей зимой не прекращается.

Как и из чего сделать воздушный коллектор

Главное достоинство солнечных воздухонагревателей, в простоте конструкции. При желании можно сделать самодельное солнечное воздушное отопление частного дома, затратив на это минимум средств.

Для начала потребуется сделать расчеты производительности, затем подобрать тип конструкции и выбрать материалы для изготовления. Корпус и абсорберы можно изготовить из подручных средств, существенно сэкономив бюджет.

Как сделать расчёты коллектора

Вычисления выполняются следующим образом:

• каждый м² от площади коллектора даст 1,5 кВт/час тепловой энергии, при условии, что будет солнечная погода;
• для полноценного обогрева помещения требуется 1 кВт тепловой энергии на 10 м².

Приблизительный расчет мощности покажет, что для отопления жилого дома на 100 м² необходимо установить коллекторы общей площадью 7-8 м².

Для обеспечения максимальной производительности надо определить сторону дома с максимальной интенсивностью ультрафиолетового излучения. Практика показывает, что оптимальное место для установки — это скат кровли или южная стена здания.

Типы конструкции коллектора

Классификация осуществляется по различиям корпуса коллекторов. Заводской воздухонагреватель обычно имеет надувной каркас, с двумя съемными панелями. При необходимости модуль легко демонтируется, разбирается и переносится на другое место. Сделать своими руками конструкцию надувного типа навряд ли получится.

В домашних условиях выполняют сборку неразборного корпуса. Это деревянный ящик с абсорбером, радиатором и верхним прозрачным экраном. При изготовлении используют подручные средства: профнастил, алюминиевые пивные банки, обычное стекло.

Материалы для изготовления коллектора

Для изготовления модулей для нагрева жилого или хозяйственного здания потребуются несколько комплектующих:

• Внешний блок — собирается из фанеры, ДСП и деревянных брусков. По внешнему виду напоминает обыкновенный коробок.
• Дно — изготавливают из профнастила. Лист металла обрабатывают специальной черной краской с высоким коэффициентом светопоглащения. Абсорбирующую поверхность можно сделать из разрезанных алюминиевых банок. Дно обшивают изоляционным материалом, чтобы избежать тепловых потерь.
• Ребра радиатора — используются для лучшей абсорбции тепла. При изготовлении используют тонкие листы алюминия, меди. Можно установить уже готовый радиатор из старого холодильника.
• Крышка коллектора — делается из сотового поликарбоната, отличающегося хорошей светопропускной способностью и одновременно удерживающая тепло внутри коллектора. Чтобы сэкономить, в качестве покрытия можно использовать обычное стекло. Теплоэффективность при этом будет нижем чем у коллекторов, закрытых поликарбонатом.
• Теплоизоляция корпуса — по периметру каркас обшивают пенополистиролом.

Для нагнетания воздуха в отапливаемые помещения устанавливают 2-4 вентилятора. Подойдут кулеры, снятые со старого компьютера.

Установка и подключение воздушного коллектора

Для монтажа воздухонагревателей нужно подготовить поверхность стены, сделав 4 отверстия под воздуховоды. Внутри здания гофрированные трубы разводят по комнатам, направляя в сторону пола.

Самодельные воздушные солнечные коллекторы для отопления дома подключаются к электросети, через трансформатор. При наличии навыков в качестве источника питания можно установить аккумулятор на солнечных батареях.

Теплоэффективность изготовленных своими руками воздухонагревателей существенно ниже, чем у заводской продукции. При отсутствии специальных навыков лучше использовать готовые модули. Как показывают реальные отзывы о коллекторах, оптимальный вариант для покупки из представленных на отечественном рынке: Solar Fox, Солнцедар и ЯSolar-Air.

Воздухонагреватели не используются в качестве основного источника тепла и выполняют исключительно вспомогательную функцию. В домах с солнечными воздушными коллекторами изначально устанавливают котел, покрывающий потребности в отоплении на 100%.

При грамотных расчетах и интенсивной эксплуатации, вложения окупятся в течение 1-2 лет. В случае самостоятельного изготовления коллектора, затраты вернутся уже в середине первого отопительного сезона.

Пошаговая инструкция изготовления воздушного коллектора

Изготовление воздушного солнечного коллектора из алюминиевых банок:

Изготовление солнечного воздухогрейного коллектора из квадратной трубы:
{banner_downtext}

Солнечные коллекторы — доставка и установка по всей Украине

Солнечный свет — повсеместно доступный и абсолютно бесплатный ресурс, запасы которого в обозримом будущем неисчерпаемы. Мощность излучения, поступающего на поверхность нашей планеты, может достигать 1,3 кВт на 1 м². Было бы странно не воспользоваться столь щедрым даром природы, особенно в свете масштабного энергетического кризиса, разговоры о котором не утихают уже более тридцати лет.

Для этого достаточно купить солнечные коллекторы и батареи в Киеве.

Купить солнечный коллектор в Киеве

Но купить солнечные коллекторы и батареи — дорогое удовольствие, возразят экономные покупатели. Стоит ли тратить средства на их покупку и монтаж, если худо-бедно можно обходиться традиционными источниками света и тепла? Безусловно, стоит: каждая вложенная в приобретение копейка очень скоро окупится и начнет приносить прибыль. Мировая практика использования гелиоустановок доказывает их пользу и эффективность. Например, жители южных стран уже давно пришли к выводу:

купить солнечный коллектор — дешевле и проще, чем из года в год подогревать воду с помощью газа или электричества, оплачивая километровые счета за энергоносители.

Принцип работы коллектора заключается в правильном распределении тепла, излучаемого дневным светилом: накапливая тепловую энергию, устройство направляет ее на подогрев материала-теплоносителя, с помощью которого затем нагревается вода. Покупка и установка альтернативного источника тепла позволяет решить вопрос автономного отопления или горячего водоснабжения частного дома либо дачи, а расходы на закупку оборудования на фоне неуклонно растущих тарифов на коммунальные услуги вряд ли смогут кого-то шокировать. Как и солнечные батареи, считающиеся одним из наиболее безопасных для экологии источников энергии.

Солнечные коллекторы:

— рассчитаны на длительный срок эксплуатации;
— практичны и надежны;
— не нуждаются в особом уходе;
— не наносят вреда окружающей среде;
— могут устанавливаться на крышах для экономии места;
— полностью окупаются за несколько лет;
— крайне редко выходят из строя;
— безотказно работают в самом широком диапазоне наружных температур.

Бывают следующие типы солнечных коллекторов:

— самый недорогой коллектор который можно купить, плоский, появился раньше остальных и все еще лидирует в продаже, несмотря на заметное снижение производительности в зимнее время.
— солнечный коллектор вакуумного типа. Отличается высоким КПД и лучше работает в сложных климатических условиях.
— термосифонный солнечный коллектор.

Прогресс не стоит на месте: появившиеся не так давно концентраторы, дополненные зеркальными рефлекторами, и другие виды модифицированных коллекторов которые можно купить с улучшенными характеристиками с успехом это доказывают. Очевидно, что будущее — за альтернативной энергетикой, направленной на грамотное и бережное использование природной энергии. Всю продукцию вы можете выбрать в нашем каталоге и купить с доставкой по всей Украине.

Солнечный коллектор для отопления дома: тепловой, водяной теплообменник, вакуумный

Содержание:

Солнечные коллекторы относятся к особому виду климатической техники. Их основное назначение – нагревание воды для использования во всех сферах жизнедеятельности человека. Отличительной особенностью коллекторов является производство на основе возобновляемых бесплатных источников энергии. Функционирование таких устройств основано на принципе изменения плотности воды в процессе нагревания. Следовательно, вода с более высокой температурой выталкивает участки с холодной водой, что избавляет от необходимости включать в процесс насосное оборудование.

Принцип работы коллектора

Гелио системы работают с использованием обычной воды или антифриза. Более низкая, чем в коллекторе, температура воды в нижней части приводит к включению обогрева. За перемещение жидкости отвечает встроенный насос. Вода в накопителе нагревается посредством теплообменника, в этом случае температура коллектора поднимается до определенных значений.

Благодаря смесителю вода в системе может перемещаться в разных направлениях, в результате происходит смена теплой и остывшей воды. Нагревающаяся жидкость расширяется, что приводит к ее замене в системах с естественной циркуляцией. Теплая жидкость поднимается вверх, выталкивая охлажденную воду в бак для нагревания.

Для стабильной работы системы необходим теплоизоляционный слой толщиной 0,25-0,3 метра и резервуар прямоугольной формы. Это способствует равномерному распределению воды по всем участкам, делая работу всей системы более эффективной.

Использование солнечных коллекторов для отопления домов

Правильный монтаж солнечных тепловых коллекторов помогает снизить расходы, связанные с отоплением частного жилья, на 50-90%. Особенно активным можно назвать обогрев помещений в весенне-осенний период, хотя в целом система может работать круглый год.

Выбирая коллектор, следует принимать во внимание следующие параметры:

• Площадь системы.
•  Необходимое количество тепла.

Для зимнего периода проводят соответствующие расчеты, так как в холодное время требуется большее количество тепла для создания комфортных условий, что приводит к увеличению расходов.

Солнечные теплообменники могут выступать в качестве дополнительного обогрева. При правильной теплоизоляции строения возможна автономная работа системы.

Главным принципом организации функционирования гелиосистемы можно назвать естественную циркуляцию воды за счет конвекционных потоков. В этом случае пассивная циркуляция воды делает работу системы менее эффективной по сравнению с другими. Бак одновременно должен примыкать к коллектору и находиться выше него.

Системы с принудительным движением рабочей среды подразумевают использование циркуляционного насоса. В этом случае эффективное использование воды делает более продуктивной работу всей системы. Обслуживание таких систем должно быть на высоком уровне, все зависит от электроэнергии, которая обеспечивает действие системы.

Принцип совмещения водяного коллектора и отопительной системы

Подключение к системе отопления зависит от того, по какому принципу циркулирует вода в определенной системе. Самым простым способом подключается система с естественной циркуляцией. В этом случае необходимо обеспечить нагревание воды в системе.

Накопительный бак располагают так, чтобы он находился выше уровня коллектора. При этом верхний вывод подключают на входе горячей воды в отопительную систему, а нижний – к обратной трубе. На входе в коллектор для обогрева помещений могут образоваться воздушные пробки. Стоимость такого варианта несколько дешевле систем с принудительной циркуляцией.

Системы, работа которых основана на использовании циркуляционных насосов, могут подключаться к солнечному коллектору для отопления дома, но с использованием автоматики. Объясняется это наличием некоторых особенностей таких систем:

• Управление насосом осуществляет контроллер с учетом показаний специальных датчиков.
• Обогрев прекращается при достижении заданных значений температуры согласно датчикам.
• Установка датчиков проводится в баке-накопителе, обратной трубе и выходе коллектора.
• Более эффективный обогрев получается комплексной работой такой системы и дополнительных источников тепла.

Степень нагревания воды в такой системе во многом зависит расположения коллектора относительно солнца и уровня его наклона. Наиболее эффективной считается установка коллекторов в местах, где прямые солнечные лучи попадают на их поверхность большую часть дня. Если система будет работать индивидуально, без подключения дополнительных источников тепла, то бак-накопитель должен иметь объем не меньше 40 куб.см. В этом случае можно добиться максимального эффекта от работы системы в пасмурную погоду.

Расчет параметров коллектора для определенной системы представляет собой довольно сложный процесс. При этом необходимо учитывать наклон крыши, место расположения, уровень солнечной радиации и объем накопителя. Правильные расчеты может выполнить только квалифицированный специалист.

Тепловые коллекторы производятся разными фирмами, поэтому выбирать какую-либо марку нужно с учетом производительности. Этот параметр может иметь различные значения, все зависит от торговой марки.

Использование поликарбоната в качестве материала для теплового коллектора

Главными элементами таких коллекторов являются листы поликарбоната. Крепление коллектора выполняется к торцевым частям листа. Сборка такой системы должна выполняться в специальном закрытом жестяном коробе, который накрывается дополнительным листом поликарбоната.

Крышка может быть стеклянной, в этом случае лист поликарбоната создает парниковый эффект, создавая впечатление двойного остекления. Использование только поликарбоната сделает работу системы стабильной.

Особенности структуры

Главный элемент в системе нагревания воды – это непосредственно солнечный коллектор для отопления. Он может быть нескольких видов:

• Плоского типа.
• Вакуумного типа.
• Водяного типа.

Плоские коллекторы выполняются на основе алюминиевой рамы, внутри которой расположены медные трубки с покрытием из специального поглощающего материала. Под ними находится теплоизоляционный слой. Сверху конструкция полностью закрыта закаленным стеклом, характеризующимся хорошей пропускной способностью света. Работа таких систем может осуществляться в определенный период  или в течение всего года.

Вакуумный солнечный коллектор для отопления дома сделан на основе рамы с вакуумными трубками, для изготовления которых использовалось боросиликатное стекло. Внутри каждой трубки вмонтированы специальные колбы со специальным поглощающим покрытием. В этих колбах установлены медные трубки с теплоносителем низкого давления. Конец трубки помещен в теплообменник, куда доставляет тепловая энергия.

Одной из разновидностей вакуумного коллектора является солнечный водяной коллектор. Конструкция типа «морская труба» выполнена на основе рамы, на которой располагаются водяной бак и трубки. Внутри трубных элементов есть дополнительная трубка, причем пространство между ними обязательно вакуумное. Абсорбент покрывает трубки заполненные водой. Нагретая вода перемещается в бак наверху, а холодная опускается для нагревания к трубкам.

Обязательным элементом любой гелиосистемы является бак-аккумулятор. В нем хранится вода, которую можно использовать по назначению. Чтобы тепло могло удерживаться круглый год, снаружи бак утепляют на 3-5 см.

Особые моменты

Одной из характеристик гелиоустановок является номинальная мощность, измеряемая в киловаттах. Этот параметр показывает, какое количество энергии вырабатывает система при максимальном солнечном освещении. Следует учитывать, что в утренние и вечерние часы работа системы будет не такой эффективной. В ночное время горячая вода подается из бойлера, в котором происходит накопление воды в течение дня.

При выборе коллектора важно уточнить возможность работы в зимнее время. Кроме того обязательно следует рассчитать необходимую мощность системы, которая требуется для безупречной работы коллектора. Располагать оборудование рекомендуется на предварительно смонтированном каркасе или непосредственно на крыше.

Солнечный коллектор воздуха

Относительно недавно на рынке появились, и уже стали достаточно популярными, воздушные коллекторы на солнечных батареях. «Умельцы» собирают воздушные нагреватели из пивных банок и прочего мусора, снимают видео и обсуждают на форумах. В этой статье мы расскажем о конструкции воздушных коллекторов и о сфере их применения в строительстве домов.

Воздушный коллектор представляет собой некую плоскую камеру, черную изнутри, с одной прозрачной стенкой. С одной стороны в камеру заходит холодный воздух — с другой стороны выходит нагретый. Изготовить воздушный коллектор несложно, по крайней мере гораздо проще, чем водяной, но есть ряд тонкостей..

Насколько полезен воздушный солнечный коллектор?

Применяются воздушные коллектора либо для нагрева приточного воздуха в системах вентиляции, либо для нагрева воздуха в режиме рециркуляции. Вроде бы все просто, но возникает ряд логичных вопросов. Мы уже писали о сложностях солнечного отопления при помощи водяных солнечных коллекторов, с воздушными системами, ровно та же проблема —  солнце плохо светит зимой. Таким образом, применение солнечных коллекторов для отопления ограничено. Это могут быть:

• жилые дома в южных регионах;
• цеха, склады, производственные помещения;
• или дачи и теплицы, отапливаемые преимущественно в межсезонье.

Гораздо больший интерес представляет задача о нагреве приточного воздуха. Дело в том, что в зимний период, перед тем, как подавать свежий воздух в помещение, его нужно нагреть до температуры, близкой к комнатной, и именно для этих целей коллектор воздуха на солнечной энергии крайне полезен. Конечно, солнце зимой светит очень мало, но и приточного воздуха требуется не так уж много. 

Ранее, когда дома остекляли деревянными рамами, проблем с вентиляцией помещений не возникало. С санузле и на кухне работала естественная вытяжка, а свежей воздух поступал через щели в окнах. Сегодня ситуация иная — почти все окна заменены на пластиковые, квартира в целом становится герметичной и если нет дополнительной механической вентиляции, вытяжка не работает должным образом, а притока свежего воздуха практически нет. Между тем, для каждого человека нужно подавать до 60м³*час свежего воздуха, поэтому крайне важно летом открывать окна, а зимой иметь хоть какой-то приток.

Из этих соображений воздушный солнечный коллектор должен висеть на стене и подавать через эту самую стену воздух в комнату. При этом коллектор должен иметь свой вентилятор, работающей от небольшой солнечной батареи, находящейся там же, где и само устройство. Принцип работы довольно прост, солнце светит, воздух нагревается, вентилятор крутится, происходит приток. Если солнце не светит, вентилятор не вращается, и подачи воздуха не происходит.

Именно такие солнечные системы российского производства поставляет наша компания. Небольшая солнечная батарея и вентилятор находятся непосредственно внутри коллектора, плюс само устройство работает как крупнодисперсный фильтр воздуха, что в городских условиях довольно важно. В результате система работает сама по себе, без подключения к электросети и может быть полезна в автономных системах, где подключение к сетевому электричеству отсутствует. Системы комплектуются крепежными элементами для крыши или фасада и системой управления и поставляются в собранном виде с детальной инструкцией по установке.

Конечно, сфера применения воздушных СК не столь велика, однако, при их помощи можно довольно просто и недорого решать очень важную задачу – приток свежего воздуха в помещение в зимний период.

Самые популярные модели воздушных солнечных коллекторов

SolarFox vsf-1w Тип крепления — к стене Макс. площадь, м² — 25 Воздушный поток, м³ — 35 Повышение темп., °С — 15-20°	SolarFox vsf-2w Тип крепления — к стене Макс. площадь, м² — 50 Воздушный поток, м³ — 90 Повышение темп., °С — 25-30°
SolarFox vsf-3w Тип крепления — к стене Макс. площадь, м² — 80 Воздушный поток, м³ — 110 Повышение темп., °С — 30-35°	SolarFox vsf-4w Тип крепления — к стене Макс. площадь, м² — 100 Воздушный поток, м³ — 140 Повышение темп., °С — 35-40°
SolarFox vsf-5w Тип крепления — к стене Макс. площадь, м² — 150 Воздушный поток, м³ — 200 Повышение темп., °С — 40-45°	SolarFox vsf-1r Тип крепления — на крышу Макс. площадь, м² — 25 Воздушный поток, м³ — 35 Повышение темп., °С — 15-20°
SolarFox vsf-2r Тип крепления — на крышу Макс. площадь, м² — 50 Воздушный поток, м³ — 90 Повышение темп., °С — 25-30°	SolarFox vsf-3r Тип крепления — на крышу Макс. площадь, м² — 80 Воздушный поток, м³ — 110 Повышение темп., °С — 30-35°
SolarFox vsf-4r Тип крепления — на крышу Макс. площадь, м² — 100 Воздушный поток, м³ — 140 Повышение темп., °С — 35-40°	SolarFox vsf-5r Тип крепления — на крышу Макс. площадь, м² — 150 Воздушный поток, м³ — 200 Повышение темп., °С — 40-45°

Полный ассортимент и цены представлены в разделе каталога Солнечные коллекторы воздуха

Перейти к другим полезным статьям..

Статья о разновидностях и применении солнечных коллекторов

Запасы полезных ископаемых (газа, угля, нефти) в мире уменьшаются, в то время как потребность в энергоресурсах с каждым годом только растает. В таких условиях вполне объяснимо, что на смену традиционным источникам энергии приходят альтернативные, возобновляемые. В том числе солнечный свет. Но не только в этом популярность солнечных коллекторов и различного гелиоборудования, а и в том, что такая энергия абсолютно бесплатна! Затраты подразумевает только покупка и обслуживание оборудования.

Что такое солнечный коллектор

Солнечный коллектор – устройство, которое аккумулирует переносимую видимым светом и инфракрасными волнами тепловую энергию солнца, чтобы в дальнейшем использовать ее для нагрева теплоносителя для систем отопления и горячего водоснабжения.

По большому счету, покрашенная в черный цвет бочка, в которой мы греем воду на даче, наполненная водой пластиковая бутылка или даже стоящее на солнце ведро с водой можно считать примитивным солнечным коллектором. Конструкции гелиоустановок промышленного производства, конечно же, несколько сложнее. А также более эффективны, функциональны и управляемы. И как ни странно, с их помощью можно получать тепловую энергию в пасмурную погоду и даже в мороз.

Эффективность солнечного коллектора в Украине

Бытует мнение, что наш климат (а точнее – уровень солнечной активности) не очень подходит для эффективного использования солнечных коллекторов. Давайте посмотрим, насколько это правда.

По Украине средняя сумма дневного солнечного излучения (среднедневная радиация) в период с марта-апреля по октябрь составляет около 5 кВтч/м². Для сравнения, те же 5 кВтч/м² получают на юге Германии, где эксплуатируется приблизительно 140 м² солнечных коллекторов на каждую тысячу жителей. В расположенной практически в наших широтах Австрии их уже 450 м² на тысячу человек. Логично предположить, что у нас солнечные коллекторы тоже могут эффективно работать. И не только на юге страны, как считают многие.

В действительности в теплое время года с помощью коллектора площадью 2 м² мы можем ежедневно нагревать до 100 л воды. А это уже около половины дневного расхода горячей воды на семью из 2-3 человек.

Варианты применения солнечных коллекторов

Используя гелиоустановки для обеспечения горячей водой можно на 70-80% сократить потребление энергоресурсов (электричества, твердого и газообразного топлива).

Примечательно, что работать такая система может практически круглый год (в том числе в пасмурную погоду и даже при минусовых температурах). Одно «но». Для круглогодичной работы подходят двухконтурные установки, где в контуре солнечного коллектора циркулирует антифриз, а во втором – нагреваемая вода.

Если солнечные коллекторы использовать только в теплое время года, то расходы на ГВС в этот период сократятся на 90-100%. Это актуально не только для частных домов или дач. Санатории и летние лагеря, к примеру, могут обеспечивать себя горячей водой практически бесплатно, а кафе, гостиницы, рестораны — существенно сэкономить на ГВС (по факту это равноценно увеличению прибыли в летний период).

Для сезонного ГВС можно применять как одно-, так и двухконтурные установки. Первые стоят дешевле, зато вторые более технологичны и просты в эксплуатации.

Каждые несколько месяцев проводить горячую воду в бытовку на новой строительной площадке дорого и нецелесообразно. А вот установить солнечный коллектор простой конструкции вполне можно. Тем более что после завершения работ на одном месте его вполне можно перевезти на новое. И строители опять будут с горячей водой без дополнительных затрат (не считая транспортировку).

В комплексе с другими видами отопительной техники (например, твердотопливными, газовыми, электрическими котлами) солнечные коллекторы позволяют существенно сократить и оптимизировать расходы на обогрев дома.

Солнечные коллекторы вполне можно применять для подогрева воды в открытых и закрытых бассейнах. Более того, одну и ту же гелиоустановку можно использовать зимой для отопления дома или спортивного комплекса, а летом – для нагрева воды.

Как подобрать солнечный коллектор

Эффективность работы данного оборудования зависит от того, правильно ли выбрано и установлено оборудование. Поэтому если уж Вы решили его купить, то взвесьте все варианты, проконсультируйтесь с продавцами или специалистами в этой области. А главное, не экономьте на монтаже – нанимайте профессионалов. И тогда Вы точно получите максимальную выгоду с каждой потраченной гривны.

По ссылке можно ознакомиться со всем ассортиментом солнечных коллекторов, посмотреть цены, подробное описание, фото и почитать отзывы.

Солнечные водонагревательные панели | Солнечные коллекторы с плоскими пластинами | Плоская панель

Обзор

Солнечная горячая вода — это доступная и эффективная форма чистой возобновляемой энергии, которой может воспользоваться каждый домовладелец в Америке. Используя плоские солнечные коллекторы, вы можете воспользоваться обильной солнечной энергией, чтобы снизить собственные затраты на электроэнергию. Это означает снижение ежемесячных счетов, бесплатную горячую воду для вашего дома и большую энергетическую независимость.

Солнечные плоские коллекторы — это доступное решение для снижения затрат на электроэнергию.Солнечные плоские пластины долговечны, долговечны и экономичны. Коллекторы с плоской пластиной традиционно используются в более теплом и солнечном климате. Для более прохладных, более облачных областей и областей с длинными и холодными зимами вы можете рассмотреть наши солнечные вакуумные трубчатые коллекторы.

Преимущества солнечной системы плоских пластин

Установка плоской солнечной системы водяного отопления в вашем доме может снизить потребление энергии на 40-50%. Чтобы нагреть более 80 галлонов горячей воды в день, достаточно 1 или 2 плоских солнечных батарей — и все это бесплатно.

Многие люди не понимают, сколько энергии уходит на то, чтобы обеспечить ваш дом горячей водой. Фактически, от 20% до 25% потребления энергии средней семьей приходится только на нагрев воды для таких вещей, как стирка, приготовление пищи, уборка, посуда и душ.

Установка системы плоских солнечных панелей будет означать значительное сокращение или устранение этих затрат. Кроме того, наши солнечные системы горячего водоснабжения имеют право на федеральный налоговый кредит в размере 30%, а это означает, что 30% установленной стоимости вашей солнечной системы горячего водоснабжения будет возвращено вам при следующей подаче налоговой декларации.Это означает меньшие накладные расходы и более быструю окупаемость вашей солнечной системы водяного отопления.

Есть также много других финансовых стимулов, которые могут быть доступны в вашем районе. Многие штаты, округа и другие населенные пункты предлагают скидки или другие стимулы для продвижения чистой, бесплатной горячей воды от солнечных батарей. Вы можете посетить www.dsireusa.org, чтобы ознакомиться с полным списком поощрений в вашем районе.

Как работает солнечная система с плоскими пластинами

Солнечные плоские водонагревательные системы — это очень простой и не требующий обслуживания способ немедленно снизить ежемесячные затраты на электроэнергию.Обе системы с откачанными трубами и плоские солнечные системы горячего водоснабжения работают аналогичным образом.

В большинстве бытовых солнечных систем горячего водоснабжения, в которых используются плоские пластины, холодная вода (с улицы) течет на дно солнечного резервуара (1) .

Теплоноситель солнечного контура (обычно смесь воды и гликоля) перекачивается к плоскому пластинчатому коллектору (2) .

Эта жидкость проходит через внутреннюю часть солнечного коллектора, где нагревается солнечной энергией. (3) .Коллекторы с плоскими пластинами очень хорошо изолированы, что позволяет им улавливать довольно много солнечного тепла, оставляя при этом очень мало утечек.

Теперь, когда жидкость нагрета солнцем, она перекачивается обратно в резервуар для хранения солнечной энергии, где затем нагревает воду для вашего дома (4) .

Это лишь одна из наиболее распространенных конструкций, используемых в домашних солнечных системах горячего водоснабжения. Доступны и другие конструкции, и их можно использовать в зависимости от вашего конкретного приложения.

Свяжитесь с нами сегодня, чтобы получить дополнительную информацию или найти ближайшего к вам дилера!

Приложения

В среднем американском доме более 25% энергии потребляется за счет нагрева воды. Эта горячая вода часто используется для приготовления пищи, мытья посуды, стирки, душа и уборки. Солнечная система горячего водоснабжения — идеальное решение для снижения постоянно растущих затрат на электроэнергию.

Солнечные плоские коллекторы обычно используются в более теплых климатических условиях.Технология, используемая в плоских солнечных батареях, позволяет им использовать преимущества более высоких наружных температур для увеличения производства горячей воды. Однако в более холодном климате или в регионах с длинными суровыми зимами вы можете рассмотреть наши вакуумные трубчатые коллекторы с солнечной батареей.

Области применения плоских солнечных панелей — это (но не ограничиваясь ими) дома и жилые дома, а также дома, расположенные в средних и южных районах Соединенных Штатов (к югу от линии Мейсон-Диксон).

Применение солнечной системы горячего водоснабжения может дать вам ряд преимуществ.

Сэкономьте деньги

Используя солнце для нагрева — или предварительного нагрева — горячей воды в вашем доме, вы можете существенно сократить расходы на отопление воды. Во многих солнечных системах горячего водоснабжения клиенты сообщают, что их счета за отопление горячей воды сократились на 80%.

Более 30% счетов за электричество средней американской семьи идет непосредственно на нагрев горячей воды. Это означает, что солнечная система нагрева воды может немедленно сократить ваши счета, и будет продолжать делать это в ближайшие десятилетия.

Инвестируйте в лучшую и более чистую окружающую среду

Солнечные водонагревательные системы помогают снизить потребление энергии и, следовательно, уменьшить загрязнение, связанное с производством этой энергии. Снижение традиционного энергопотребления на 50% означает сокращение выбросов CO2 на 50%. Таким образом, установив в доме солнечную систему горячего водоснабжения, вы вдвое уменьшите свой углеродный след.

Это приводит к более чистой окружающей среде и помогает уменьшить нашу зависимость от традиционных, загрязняющих окружающую среду ископаемых видов топлива, таких как уголь и нефть.Вы можете внести свой вклад в лучшее завтра — и при этом сэкономить деньги!

Доступно больше горячей воды

В системе солнечного нагрева воды часто устанавливается солнечный резервуар для работы вместе с существующим резервуаром для горячей воды. Это означает, что у вас будет вдвое больше места для хранения — и в два раза больше горячей воды.

Итак, когда у вас есть гости, посетители или вы хотите надолго полежать в ванне, вы можете сделать это, не увеличивая счет за электроэнергию.У вас будет больше воды и более горячей воды. Горячая вода, которую вы можете использовать, зная, что она нагревается с использованием солнечной энергии без каких-либо затрат.

Пакеты

Solar Panels Plus предлагает полные комплекты солнечного нагрева воды для вашего дома. Предварительно спроектированные и укомплектованные всеми основными компонентами, необходимыми для вашей собственной солнечной системы водяного отопления.

Эти пакеты включают следующее:

Плоский солнечный коллектор

Плоский солнечный коллектор является основным компонентом вашего солнечного водонагревателя.Плоские тарелки бывают разных размеров, и есть несколько вариантов на выбор.

Для небольших систем или семей из 2-3 человек обычно используется набор плоских пластин размером 4 x 8 футов. Для больших семей, более прохладного климата или для более интенсивного использования вместо этого в комплект может быть включена панель большего размера.

Все наши плоские солнечные коллекторы сертифицированы SRCC, что является требованием, позволяющим вам воспользоваться федеральной налоговой скидкой в ​​размере 30%. Это существенно снижает начальную стоимость вашей системы.Эта сертификация также позволяет вам получать другие финансовые стимулы, которые могут быть доступны в вашем штате или местности, например, денежные скидки, гранты, налоговые льготы и многое другое. Полный список льгот, доступных в вашем районе, можно найти на сайте www.dsireusa.org.

Все наши плоские пластины соответствуют требованиям Закона США о закупках, что означает, что ваша покупка возвращается американским производителям. Мы поставляем на рынок только плоские листы высочайшего качества и с лучшими эксплуатационными характеристиками и обеспечиваем на них надежную 10-летнюю гарантию.Это позволит вам наслаждаться комфортной, бесплатной, горячей водой на протяжении десятилетий.

Дополнительная информация о наших плоских солнечных коллекторах.

Солнечный резервуар для воды

Солнечный водонагреватель — еще один основной компонент всех солнечных водонагревателей. Бак для воды солнечной батареи содержит теплообменник, который позволяет нагретой жидкости из плоских пластинчатых коллекторов подогревать воду внутри бака.

Бак для хранения солнечной энергии рассчитан на количество установленных вами плоских коллекторов.В большинстве солнечных водонагревателей, солнечный бак на 80 галлонов соединен с 2 плоскими пластинчатыми коллекторами. Однако есть резервуары большего размера для дополнительного хранения или большие семьи.

Многие из наших солнечных резервуаров для воды также имеют дополнительный резервный источник тепла. Это гарантирует, что независимо от погодных условий или наличия солнечного света у вас всегда будет постоянный поток горячей воды.

Дополнительная информация о наших солнечных батареях.

Солнечный насос

Насос — важный компонент любого солнечного водонагревателя.Солнечный насос обеспечивает циркуляцию жидкости через солнечную систему горячего водоснабжения. Доступны различные насосы и насосные станции. Многие из них настраиваются для поддержки меньших или больших систем, более длинных участков трубопровода или более быстрых потоков. Мы всегда помогаем вашему установщику выбрать оптимальный насосный агрегат, чтобы вы могли максимально эффективно использовать солнечную систему горячего водоснабжения.

Солнечная насосная станция имеет ряд других важных компонентов, которые важны для установки и эксплуатации солнечной системы горячего водоснабжения.Например, датчики давления и температуры включают («быстро проверьте давление и температуру в солнечном контуре. Другие элементы, такие как промывочные и наполнительные клапаны, имеют решающее значение для активации вашей солнечной системы горячего водоснабжения.

Солнечный насос и насосные станции всегда работают напрямую с контроллером солнечного коллектора. Скорость насоса и время его включения и выключения всегда контролируется солнечным контроллером. Контроллер солнечной энергии работает напрямую с солнечным насосом, а также контролирует и регулирует насос, чтобы обеспечить максимальную производительность.

Эти насосные станции также имеют множество настраиваемых опций, таких как размер насоса, скорость, различные фитинги и многое другое.

Дополнительная информация о наших солнечных насосах и солнечных насосных станциях.

Солнечный контроллер

Солнечный контроллер — это «мозг» каждой солнечной системы горячего водоснабжения. Контроллер получает информацию от различных датчиков, установленных рядом с вашими плоскими коллекторами и в солнечном резервуаре.

Контроллер солнечной энергии отслеживает наличие тепла — когда солнце падает на солнечную батарею — затем включает насос. Когда солнце садится, помпа отключается. Он также контролирует поток, увеличивая и уменьшая его в зависимости от внешних условий, чтобы дать вам оптимальное солнечное усиление.

Серия солнечных батарей iSolar упрощает, чем когда-либо прежде, возможность быстро увидеть, что именно делает ваша солнечная система горячего водоснабжения, и контролировать ее прошлую производительность.

Для различных применений доступны различные системы управления солнечными батареями, позволяющие управлять несколькими насосами, регистрировать данные или управлять насосами с переменной скоростью.

Щелкните здесь, чтобы получить дополнительную информацию о наших контроллерах iSolar и солнечных батареях.

Комплекты солнечных батарей и другие компоненты

Есть ряд других компонентов, необходимых для установки вашей солнечной системы водяного отопления. Solar Panels Plus — это тщательно спроектированные предварительно упакованные системы, так что установщик солнечных батарей может быстро и профессионально установить вашу солнечную систему горячего водоснабжения без необходимости искать эти компоненты.

Готовая солнечная водная система от Solar Panels Plus гарантирует более быструю и профессиональную установку. А поскольку ваш установщик тратит меньше времени на фактическую установку, это означает меньшие первоначальные затраты. Кроме того, на наши пакеты дается полная гарантия, чтобы вы были довольны надолго, и наша команда технической поддержки готова ответить на любые вопросы или проблемы, которые могут возникнуть у вас или вашего установщика.

Дополнительная информация о наших солнечных тепловых компонентах.

Плоские солнечные коллекторы, Солнечный коллектор

Плоский солнечный тепловой коллектор Apricus FPC-A32 подходит для жилых или коммерческих проектов солнечного нагрева воды.

Плоский коллектор имеет низкопрофильный дизайн (профиль 80 мм / 3,15 дюйма), который в сочетании со сверхлегкой изоляцией из вспененного меламина делает его одной из самых легких плоских панелей на метр ² на рынке.

Лист абсорбера TINOX Energy Aluminium поглощает до 95% доступного солнечного света, превращаясь в полезное тепло для производства горячей воды.

Обзор продукта

	FPC-A26	FPC-A32
Длина	1981 мм / 78 «	2444 мм / 96 дюймов
Ширина	1222 мм / 48 дюймов	1223 мм / 48 «
Высота	80 мм / 3.15 «	80 мм / 3,15 дюйма
Пиковая мощность **	1706 Вт / 5,820 BTU *	2114 Вт / 7,158 BTU *
Площадь апертуры	2,26 м 2 / 24,3 футов 2	2.8 м 2 / 30,14 футов 2
Площадь брутто	2,42 м 2 /26 футов 2	2,99 м 2 / 32,2 фута 2
Сухая масса брутто	38,5 кг / 85 фунтов	46 кг / 101.2 фунта
Объем жидкости	1,55 л / 52,4 флоза	1,8 л / 61 флоз

* Рассчитано в полдень (транс IAM = 1), G = 1000 Вт / м ² , ∠† T (tm-ta) = 0, отчет TUV 154027362.

Хотя базовая конструкция плоских пластин существует уже давно и является наиболее широко используемым типом солнечных тепловых панелей для горячего водоснабжения, не все коллекторы спроектированы и изготовлены одинаково.

Выбор материала и конструкции может сильно повлиять не только на тепловые характеристики солнечной энергии, но и на надежность при эксплуатации в самых различных условиях окружающей среды. Apricus выбрал только материалы высочайшего качества, чтобы обеспечить надежную, эффективную работу и долговечность коллектора.

На схеме ниже показана основная конструкция коллектора.

Стекло

Закаленное стекло (остекление) защищает поглотитель от внешней среды, пропуская> 90% солнечного света.

Абсорбер

Тонкий лист алюминия покрыт высокоселективным материалом, который чрезвычайно эффективно поглощает солнечный свет и преобразует его в полезное тепло.Алюминиевый лист приваривается к медным стоякам с помощью ультразвуковой сварки.

Изоляция

Изоляция помогает снизить теплопотери по бокам и сзади коллектора. Изготовленный из сверхлегкого пенопласта меламина, этот материал выбран для значительного уменьшения веса коллектора.

Задний лист

Лист из алюминиевого сплава герметизирует заднюю часть панели и увеличивает жесткость коллектора.

Труба подъема и коллектора

Коллектор и стояк спаяны вместе, образуя теплообменник в форме арфы, через который циркулирует теплоноситель солнечной системы.Лист абсорбера приварен ультразвуком к трубам стояка, таким образом передавая тепло теплоносителю.

Алюминиевые направляющие

Направляющие, изготовленные из высокопрочного алюминиевого сплава 6063, образуют внешний каркас коллектора и имеют крылья для легкого крепления монтажной рамы.

Щелкните здесь, чтобы просмотреть доступную документацию по продукту.

Плоский коллектор

для использования в солнечных системах горячего водоснабжения

Плоские солнечные коллекторы для солнечной горячей воды

Плоский пластинчатый коллектор — это теплообменник, который преобразует лучистую солнечную энергию от солнца в тепловую энергию с использованием хорошо известной теплицы эффект.Он собирает или улавливает солнечную энергию и использует эту энергию для нагрева воды в доме для купания, стирки и обогрева и даже может использоваться для обогрева открытых бассейнов и гидромассажных ванн.

Для большинства жилых и небольших коммерческих систем горячего водоснабжения плоский солнечный коллектор имеет тенденцию быть более экономичным благодаря своей простой конструкции, низкой стоимости и относительно простой установке по сравнению с другими формами систем водяного отопления. Кроме того, плоские солнечные коллекторы более чем способны подавать необходимое количество горячей воды при требуемой температуре.

Плоский солнечный коллектор на крыше

Плоский солнечный коллектор обычно состоит из большой теплопоглощающей пластины, обычно большого листа меди или алюминия, поскольку они оба являются хорошими проводниками тепла, которые окрашены или подвергнуты химическому травлению в черный цвет для поглощения тепла. как можно больше солнечного излучения для максимальной эффективности.

Эта почерневшая теплопоглощающая поверхность имеет несколько параллельных медных трубок или трубок, называемых стояками, проходящих через пластину, которые содержат теплоноситель, обычно воду.

Эти медные трубы приклеиваются, припаяны или припаяны непосредственно к пластине абсорбера для обеспечения максимального поверхностного контакта и теплопередачи. Солнечный свет нагревает поглощающую поверхность, температура которой увеличивается. По мере того, как плита нагревается, это тепло проходит через стояки и поглощается жидкостью, протекающей внутри медных труб, которая затем используется в домашнем хозяйстве.

Трубы и пластина абсорбера заключены в изолированную металлическую или деревянную коробку с листом остекления, стеклом или пластиком спереди, чтобы защитить закрытую пластину абсорбера и создать изолирующее воздушное пространство.Этот материал остекления не поглощает в какой-либо значительной степени тепловую энергию солнца, и поэтому большая часть приходящего излучения принимается почерневшим поглотителем.

Воздушный зазор между пластиной и материалом остекления улавливает это тепло, предотвращая его выход обратно в атмосферу. По мере того как пластина поглотителя нагревается, она передает тепло жидкости внутри коллектора, но также теряет тепло в окружающую среду. Чтобы свести к минимуму эту потерю тепла, нижняя и боковые стороны плоского пластинчатого коллектора изолированы высокотемпературной жесткой пеной или изоляцией из алюминиевой фольги, как показано на рисунке.

Стандартный коллектор с плоской пластиной

Коллектор с плоской пластиной может нагревать жидкость внутри, используя прямой или непрямой солнечный свет под разными углами. Они также работают в рассеянном свете, который преобладает в пасмурные дни, поскольку поглощается окружающее тепло, а не свет, в отличие от фотоэлектрических элементов. Степень нагрева циркулирующей воды будет зависеть в основном от времени года, от того, насколько чистое небо и насколько медленно вода течет по коллекторам.

Прямые и косвенные солнечные тепловые системы

Есть несколько различных способов нагрева воды для использования в домашних условиях. Солнечные водонагревательные системы, в которых используются плоские солнечные коллекторы для улавливания солнечной энергии, могут быть классифицированы как прямые или косвенные системы по способу передачи тепла по системе. Чтобы успешно нагреть воду и использовать ее днем ​​и ночью, вам понадобится солнечный коллектор для сбора тепла и передачи его в воду, а также резервуар для горячей воды для хранения этой горячей воды для использования. по мере необходимости.

Солнечная тепловая система прямого действия

Прямая солнечная система нагрева воды, также известная как активная система с открытым контуром, использует насос для циркуляции воды по системе. Более холодная вода перекачивается непосредственно из дома в центральный водонагреватель или погружной резервуар и проходит через солнечный коллектор для обогрева. Горячая вода выходит из плоского пластинчатого коллектора и возвращается обратно в резервуар, протекая по непрерывному контуру. Оттуда вода закачивается обратно в дом в качестве горячей воды, пригодной для использования.

Можно использовать низковольтный насос на 12 В, который может питаться от небольшого фотоэлектрического элемента или электронного контроллера, что делает систему более экологичной. Прямые системы обычно используются в более теплом климате с несколькими холодными днями или сливаются зимой, чтобы вода в трубах не замерзла. Химические вещества нельзя добавлять в воду для защиты, так как в доме используется та же вода, которая циркулирует через плоский коллектор.

В пассивной системе прямого горячего водоснабжения в системе не используются насосы или механизмы управления для передачи созданного тепла в накопительный бак.Вместо этого пассивные системы — это так называемые «системы с открытым контуром», которые используют естественную силу тяжести для циркуляции воды по системе. В этом типе системы используется солнечный коллектор с плоской пластиной в сочетании с горизонтально установленным накопительным баком, расположенным непосредственно над коллектором.

Вода, нагретая солнцем, естественным образом поднимается за счет конвекции через трубы солнечных коллекторов и попадает в резервуар для хранения, расположенный выше. Когда нагретая вода поступает в резервуар-накопитель наверху, более холодная вода вытесняется и стекает вниз к дну коллекторов под действием силы тяжести, поскольку холодная вода более плотная, чем горячая.Этот цикл подъема горячей воды и падения более холодной воды известен как «поток термосифона» и непрерывно повторяется без посторонней помощи, пока светит солнце.

Система горячего водоснабжения Thermosyphon

Система горячего водоснабжения Thermosyphon является наиболее распространенным типом систем горячего водоснабжения с солнечным обогревом на рынке, и в большинстве имеющихся на рынке пассивных систем прямого солнечного нагрева воды используется этот тип комбинации плоских пластинчатых коллекторов и накопительных баков, монтируемых на крыше.

Однако при установке такой системы необходимо соблюдать осторожность, так как общий вес солнечного коллектора, накопительного бака и самой воды может быть слишком большим для конструкции несущей крыши.

Когда пассивные солнечные системы горячего водоснабжения используются для больших зданий, чем для домов, предприятий или офисов, часто имеется более одного резервуара для хранения нагретой воды.

Так называемая удаленная термосифонная система работает по тому же принципу, что и предыдущая пассивная прямая термосифонная система, за исключением того, что резервуар для хранения расположен далеко в пространстве крыши или в пустоте, рассеивая вес на большей площади, а также защищая резервуар от холода. и температуры.Однако для правильной работы процесса термосифонирования основание резервуара для хранения воды должно располагаться на высоте не менее 1–2 футов (от 300 до 500 мм) над верхней частью плоских пластинчатых коллекторов. Это расстояние также известно как системная «высота головы».

Непрямая солнечная тепловая система

Непрямые системы горячего водоснабжения, также известные как системы с замкнутым контуром, отличаются от предыдущей термосифонной системы тем, что в ней используется теплообменник, который отделен от солнечного плоского пластинчатого коллектора для нагрева воды. в накопительном баке.

Системы косвенного горячего водоснабжения являются активными системами и требуют насосов для циркуляции жидкого теплоносителя по замкнутой системе от коллектора до теплообменника в баке. Система содержит раствор антифриза, обычно смесь 50% гликоль / вода, в первичном замкнутом контуре, а не только воду, которая нагревается и хранится отдельно от основного горячего водоснабжения.

Солнечная тепловая система непрямого действия

Теплообменник передает тепло от раствора антифриза коллектора воде, находящейся в резервуаре для хранения воды.Теплообменник может быть либо медным змеевиком внутри нижней части резервуара для хранения, либо теплообменником с плоской пластиной за пределами резервуара для хранения.

Одним из основных преимуществ этой замкнутой системы косвенного нагрева является то, что раствор антифриза обеспечивает круглогодичную работу в областях, где температура опускается ниже точки замерзания, а также защищает систему от коррозии коллекторов неочищенной водопроводной водой, содержащей газы и различные растворенные соли.

Основным преимуществом косвенной системы горячего водоснабжения с принудительной циркуляцией является то, что существующую систему нагрева воды для бытовых нужд можно легко преобразовать на солнечный нагрев воды, просто добавив плоский коллектор и один насос, поскольку в большинстве домов используется газ или мазут. бойлеры, а также бак-накопитель горячей воды со встроенным змеевиком теплообменника.

Система также, вероятно, будет более эффективной, и резервуар для хранения горячей воды можно разместить в любом месте дома, поскольку он не должен быть выше коллекторов, как в предыдущей пассивной или термосифонной системе.

Однако одним из недостатков является то, что система с обратной связью зависит от электричества для циркуляционного насоса, что может быть дорогостоящим или ненадежным. В некоторых конструкциях используется небольшой насос низкого напряжения и фотоэлектрическая панель вдоль коллектора, что делает систему более эффективной и экологичной.Для более крупных установок и в более прохладном климате резервуары для горячей воды расположены под крышей внутри зданий, поэтому косвенное солнечное нагревание воды с принудительной циркуляцией является нормой.

Размер плоского солнечного коллектора

Размер плоского солнечного коллектора для использования в солнечной системе горячего водоснабжения или отопления зависит от потребности в горячей воде. Если потребление горячей воды в доме или максимальная температура воды снижается, потребность в горячей воде может быть обеспечена за счет меньшей солнечной батареи, которую легко установить на крыше.Кроме того, меньшие тепловые системы дешевле в установке и быстрее окупятся за счет экономии энергии.

Размер солнечной тепловой системы, конечно, зависит от ваших потребностей в горячей воде, температуры и потребления, но можно использовать общие практические правила, которые помогут составить представление о размере системы.

В Интернете доступны всевозможные учебные планы и книги, которые помогут вам построить собственный солнечный термальный водонагреватель, так почему бы не нажать здесь и не получить на Amazon копию набора планов для самостоятельного использования солнечного водонагревателя и заставить солнце работать в вашем доме сегодня.

Солнечные плоские коллекторы обычно имеют размер от 32 квадратных футов (4 x 8 футов) или 3 квадратных метра и могут весить более 200 фунтов или 100 килограммов каждый. Один квадратный фут (1000 см ² ) нагревает около двух галлонов или 10 литров воды в день до температуры более 70 ^o C. Следовательно, одна панель площадью от 20 до 30 квадратных футов нагревает около 60 галлонов (300 литров) воды. воды размером со стандартный резервуар для горячей воды.

Как правило, вам потребуется от 10 до 16 футов ² плоских коллекторов на человека и около 1.От 5 до 2,0 галлонов горячей воды на квадратный фут площади коллектора. Таким образом, для семьи из четырех человек это означает от 40 до 60 квадратных футов площади коллекторной плиты и от 60 до 120 галлонов хранилища. Тогда для солнечной системы водяного отопления для семьи из четырех человек потребуется как минимум два стандартных плоских солнечных коллектора площадью около 32 квадратных футов (4 x 8 футов) каждый.

Плоский коллектор

В то время как плоские коллекторы превосходно собирают солнечную энергию более эффективно, коммерчески доступные коллекторы горячей воды иногда могут быть дорогими.Простые и более дешевые плоские панели можно сделать из старых радиаторов центрального отопления, окрашенных в черный цвет, или даже из змеевика пластикового шланга или водопровода, проложенного на крыше, но эффективность системы будет очень низкой.

Правильно установленные бытовые солнечные системы горячего водоснабжения эффективны и надежны. Конфигурации системы могут быть от простых систем термосифонирования, которые полагаются на силу тяжести, до более сложных систем с принудительной циркуляцией, для которых требуются насосы, контроллеры и теплообменники.

Хотя они имеют более высокую начальную стоимость, чем обычные газовые, масляные и электрические водонагреватели, солнечные тепловые системы значительно сокращают потребление топлива и могут иметь период окупаемости менее 10 лет.Есть несколько типов конструкций и планов солнечных водонагревателей, которые в настоящее время производятся поставщиками. Какие системы и конструкции водяного отопления подходят для вашего дома или бизнеса, во многом будет зависеть от регионального климата.

В следующем уроке о солнечном нагреве и солнечном нагреве воды мы рассмотрим еще один более эффективный способ нагрева воды до гораздо более высокой температуры с использованием небольших индивидуальных медных коллекторов, герметизированных под вакуумом в стеклянной трубке. Эти типы коллекторов широко известны как коллекторы с вакуумированными трубками, которые становятся предпочтительным выбором для плоских коллекторов .

Солнечные тепловые коллекторы — Управление энергетической информации США (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: пассивная, система и активная системы.

Пассивное солнечное отопление помещений происходит, когда солнце светит через окна здания и согревает интерьер.Конструкции зданий, оптимизирующие 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 солнца 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, внутрь 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 абсорбера 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.

Последнее обновление: 9 декабря 2020 г.

Солнечное водонагревание | SEIA

Обзор

Солнечное водонагревание — это чистая, надежная и экономичная технология, которая снижает счета за коммунальные услуги для тысяч домов и предприятий.Сегодня американцы по всей стране производят и устанавливают эти системы, которые значительно снижают нашу зависимость от импортного топлива. Нам нужна разумная политика для расширения этого быстрорастущего сектора, создающего рабочие места.

Солнечное нагревание воды входит в понятие «солнечные технологии нагрева и охлаждения» наряду с солнечным нагревом бассейнов, солнечным обогревом помещений, солнечным охлаждением и предварительным солнечным промышленным обогревом. Проще говоря, солнечная система нагрева воды собирает тепловую энергию солнца и использует ее для нагрева воды для использования в доме или на предприятии, а не с помощью электричества или природного газа.

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; этот тип системы называется незамкнутой или прямой системой.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. (См. Диаграмму слева). Раствор антифриза, такой как нетоксичный пропиленгликоль, нагревается в солнечном коллекторе и циркулирует в резервуаре для горячей воды через теплообменник. Переносная 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.

Другой распространенный тип конструкции солнечных водонагревательных систем для холодного климата называется «обратный дренаж». Этот тип солнечной энергетической системы обычно использует воду в качестве теплоносителя и предназначен для того, чтобы вся вода из солнечного коллектора могла «стекать обратно» в накопительный бак в отапливаемой части здания, в котором она используется. Когда солнечный свет недоступен для обогрева, солнечный насос выключается, и вода под действием силы тяжести перетекает в сливной бак.

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.

Солнечные водонагревательные коллекторы

Солнечные водонагревательные коллекторы производят тепло и отличаются от фотоэлектрических (ФЭ) модулей, которые производят электричество. 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 образуют матрицу стояков и прикрепляются к пластине-поглотителю, находящейся в изолированной коробке, покрытой закаленным стеклом или полимерной крышкой.Вакуумные трубчатые коллекторы состоят из рядов параллельных прозрачных стеклянных трубок, из которых «откачан» воздух, создавая высокоэффективный теплоизолятор для жидкости, которая течет по длине трубки. ² Системы с откачанными трубами обычно используются, когда требуются более высокие температуры или большие объемы воды, а также в системах технологического отопления и солнечных систем кондиционирования воздуха.

Хотя как солнечные водонагревательные системы, так и солнечные фотоэлектрические (PV) системы включают в себя коллекторные панели, это очень разные технологии.Солнечные водонагревательные системы используют солнечное излучение для выработки тепла для воды, тогда как солнечные электрические системы используют солнечное излучение для непосредственного производства электроэнергии. ³

---

[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] Две трубки соединяются вместе, образуя одну большую трубку, а из пространства между этими двумя трубками «откачивается» воздух.По мере того, как жидкость внутри трубы большего размера нагревается, она поднимается вверх, где теплообменник передает тепло воде, которая затем перекачивается обратно в резервуар для хранения и распределяется по мере необходимости. [3] Относительно показателей энергии: энергия от солнечных водонагревателей обычно измеряется в британских тепловых единицах (BTU), которые могут быть преобразованы в кВт-ч с помощью принятого в отрасли коэффициента преобразования.

Компоненты | Солнечный Орегон

Солнечные водонагревательные системы собирают солнечную энергию от солнца для предварительного нагрева воды, так что ваш газовый или электрический обогреватель — будь то обычный резервуар или бака без резервуара — выполняет меньше работы.Систему солнечного нагрева воды можно добавить практически к любому водонагревателю. Но если ваш водонагреватель изношен, вы можете установить комбинированную систему резервуаров, которая включает в себя накопитель предварительно нагретой воды на солнечной энергии и ваш водонагреватель.

В отличие от большинства солнечных электрических систем, все солнечные водонагревательные системы отключены от сети. Энергия солнца накапливается и используется на месте. Вот почему так важно подобрать солнечную систему нагрева воды в соответствии с потреблением горячей воды.

В климате с пасмурным небом, таком как западный Орегон, мощность солнечного нагрева воды преимущественно соответствует потребностям в горячей воде для бытовых нужд летом.В условиях ясного неба, например, в восточном Орегоне, солнечное нагревание воды может внести значительный вклад в системы отопления помещений, в которых используется горячая вода. В зависимости от этих переменных и от того, является ли ваша резервная копия газовой или электрической, система обычно экономит от 1500 до 3000 киловатт-часов, или от 80 до 150 термов энергии, ежегодно.

Типичная солнечная система водяного отопления включает солнечный коллектор, циркуляционный насос, накопительный бак, контроллер, трубопровод и различные клапаны. Возможно множество различных конфигураций, и выбор конструкции будет зависеть от назначения системы, климата, ограничений по площади и многих других факторов.Солнечные водонагревательные системы состоят из двух основных компонентов: коллектора и водопровода.

Коллекторы

На Северо-Западе солнечные водонагреватели обычно делятся на две основные категории: системы коллекторов с плоскими пластинами и системы с откачанными трубами.

Плоские коллекторные системы имеют большую плоскую поверхность (абсорбер) для максимального воздействия солнечных лучей и прикреплены к ней небольшие трубки. Жидкость течет по трубкам, собирая тепло от поглотителя. Боковые стороны и нижняя часть коллектора хорошо изолированы, а стекло сверху завершает изоляцию.Вода перекачивается через коллектор, когда солнечного света достаточно для нагрева змеевиков. Когда условия для нагрева воды не подходят, насосы выключаются, и вода сливается обратно в резервуар, чтобы предотвратить замерзание и перегрев. Несколько факторов делают коллектор максимально эффективным. Одним из них является покрытие абсорбера, которое специально разработано для поглощения как можно большего количества тепла и для отвода как можно меньшего количества тепла. Другой пример — стекло с высоким содержанием железа и специальным покрытием, которое пропускает как можно больше световой энергии и предотвращает как можно большую потерю тепла.

Пример того, как выглядит плоский коллектор

Evacuated Tubes Systems имеет длинный тонкий абсорбер, который находится внутри стеклянной трубки. Из трубки откачивается воздух, что делает ее хорошо изолированной — не слишком отличающейся от термоса, используемого для поддержания горячих напитков. В этих системах также используются насосы для перемещения жидкости. Преимущество заключается в уменьшении потерь тепла из коллектора в окружающий воздух. Это было бы важно в климате с холодными дневными температурами, когда вода, нагретая солнечными батареями, используется для отопления помещений.Системы с вакуумированными трубками обычно дороже плоских пластинчатых коллекторов.

Пример того, как выглядит система откачанных труб

СООБРАЖЕНИЯ:

• Как плоские коллекторы, так и системы откачанных труб обычно устанавливаются на крыше.
Коллекторы
• должны располагаться с ясным южным расположением для наилучшей производительности.
• Солнечные водонагревательные системы более устойчивы к затенению и теням, чем солнечные электрические системы.

Сантехника

Пример стандартной резервуарной комнаты

Сантехника солнечной системы водонагревателя разделена на две части. Система гликоля, которая циркулирует через верхние коллекторы, и система питьевой воды, которая включает в себя накопительный бак для горячей воды от солнечной энергии, домашний водонагреватель, а также предохранительные клапаны и расширительный бак.

Гликолевый контур состоит из двух изолированных труб, идущих к крыше, чтобы насос мог циркулировать жидкость и передавать тепло в резервуар для хранения воды.Теплообменник отделяет гликолевый контур от питьевой воды в резервуаре для хранения.

Сантехника в «резервуарной комнате» будет содержать ряд устройств, насос или насосы, датчики температуры, манометр, расходомер, контроллер и порты для ввода и проверки гликоля. Со стороны питья будут подключены клапан защиты от ожогов и еще один датчик температуры.

На этом фото большой бак соединен с коллектором на крыше. Настенный водонагреватель без резервуара включится только для нагрева воды, если она еще не достаточно горячая.

Найти место для накопителя горячей воды может быть непросто. В идеале лучше всего расположить рядом с водонагревателем, однако, поблизости, даже если через стену в другой комнате будет работать. Некоторые домовладельцы заменяют свой старый водонагреватель резервуарного типа на настенный водонагреватель без резервуара, а затем используют пространство старого водонагревателя для резервуара солнечного водонагревателя.

Как работают солнечные коллекторы с вакуумной трубкой?

Введение в вакуумный трубчатый коллектор

Вакуумный или вакуумный трубчатый коллектор состоит из ряда рядов параллельных прозрачных стеклянных трубок, подключенных к коллекторной трубе, где теплоноситель (обычно 50% пропиленгликоля) циркулирует и поглощает выделяемое тепло трубками.Эти стеклянные трубки имеют цилиндрическую форму. Следовательно, угол падения солнечного света всегда перпендикулярен теплопоглощающим трубкам, что позволяет этим коллекторам работать хорошо, даже когда солнечного света мало, например, когда оно рано утром или поздно днем, или когда оно затенено облаками.
Вакуумные трубчатые коллекторы особенно полезны в регионах с холодной, пасмурной и зимней погодой (большая часть Канады и северная часть США).

Итак, как работают солнечные вакуумные трубчатые коллекторы?

Вакуумные трубчатые коллекторы состоят из одного или нескольких рядов параллельных прозрачных стеклянных трубок, поддерживаемых на раме.Каждая отдельная трубка имеет диаметр от 1 дюйма (25 мм) до 3 дюймов (75 мм) и от 5 футов (1500 мм) до 8 футов (2400 мм) в длину в зависимости от производителя. Каждая трубка состоит из толстой стеклянной внешней трубки и более тонкой внутренней стеклянной трубки (называемой «двойной стеклянной трубкой») или «трубки термоса», которая покрыта специальным покрытием, поглощающим солнечную энергию, но препятствующим потерям тепла. Трубки изготовлены из боросиликатного или натриево-кальциевого стекла, которое является прочным, устойчивым к высоким температурам и имеет высокий коэффициент пропускания солнечного излучения.

Внутри каждой стеклянной трубки плоское или изогнутое алюминиевое или медное ребро прикреплено к металлической тепловой трубке, проходящей через внутреннюю трубку. Ребро покрыто селективным покрытием, которое передает тепло жидкости, циркулирующей по трубе. Эта герметичная медная тепловая трубка передает солнечное тепло посредством конвекции своего внутреннего теплоносителя к «горячей лампе», которая косвенно нагревает медный коллектор в напорном баке.

Все эти медные трубы подключены к общему коллектору, который затем подключается к резервуару для хранения, таким образом нагревая горячую воду в течение дня.Затем горячую воду можно использовать ночью или на следующий день благодаря изоляционным свойствам бака.

Изоляционные свойства вакуума настолько хороши, что, хотя температура внутренней трубки может достигать 150 ° C, внешняя трубка холоднее на ощупь. Это означает, что водонагреватели с вакуумными трубками могут работать хорошо и могут нагревать воду до довольно высоких температур даже в холодную погоду, когда плоские коллекторы работают плохо из-за потерь тепла.

Однако недостатком является то, что они могут быть намного дороже по сравнению со стандартными коллекторами с плоскими пластинами.Солнечные коллекторы с вакуумными трубками хорошо подходят для коммерческого и промышленного нагрева горячей воды и могут быть эффективной альтернативой плоским пластинчатым коллекторам для отопления жилых помещений, особенно в районах, где часто бывает облачно.

Вакуумные трубчатые коллекторы в целом более современные и более эффективные по сравнению со стандартными плоскими коллекторами, поскольку они могут извлекать тепло из воздуха во влажные пасмурные дни и не нуждаются в прямом солнечном свете для работы.

Из-за вакуума внутри стеклянной трубки общая эффективность во всех областях выше и производительность даже тогда, когда солнце находится под неоптимальным углом. Для этих типов солнечных панелей для горячей воды действительно важна конфигурация вакуумной трубки. Существует несколько различных конфигураций вакуумных трубок, одностенных, двустенных, прямоточных или тепловых трубок, и эти различия могут определять, как жидкость циркулирует вокруг солнечной панели для горячего водоснабжения.