В этой статье мы рассмотрим устройство солнечного коллектора для нагрева воды в частном доме и его технические характеристики. Будем рассматривать плоский и вакуумный коллекторы. Обе модели позволяют нагревать воду для системы горячего водоснабжения (ГВС) — как для отопления дома так и для бытовых нужд. Тепло, получаемое от солнца, абсолютно бесплатное и поэтому такие системы окупаются на 100%, не смотря на их высокую стоимость. Солнечные коллекторы обычно устанавливают на крыше дома — таким образом они не занимают полезную площадь и максимально эффективно поглощают солнечную энергию, если конечно устройство солнечного коллектора выполнено по всем мировым стандартам.
Устройство плоского солнечного коллектора
Плоские коллекторы для нагрева воды на сегодняшний момент самые популярные и востребованные по причине низкой себестоимости и несложной конструкции в отличии от вакуумного. Абсорбер, из которого состоит данный вид солнечного коллектора, представляет из себя плоскую панель, отсюда и происходит название данной модели — плоский солнечный коллектор для нагрева воды. На лицевой стороне плоской панели нанесено специальное вещество, которое имеет следующие технические характеристики. У вещества достаточно высокий коэффициент поглощения солнечной энергии и очень маленький коэффициент теплового излучения, т.е. плоскость хорошо поглощает солнечные лучи и плохо отдаёт тепло обратно. Устройство солнечного коллектора для нагрева воды настолько простое, что плоская панель может быть сделана из обычного металлического листа, обработанного специальным чёрным лаком.
К плоской пластине надёжно зафиксированы трубки, с помощью которых тепло от пластины передаётся жидкости, циркулирующей в этих трубках. Жидкость называется рабочим агентом и состоит из водного раствора гликоля. Такой раствор может замёрзнуть при очень низкой температуре. Устройство солнечного коллектора для нагрева воды в частном доме может быть сделано и из двух плоских металлических пластин, между которыми располагаются каналы для жидкости.
Технические характеристики и производительность плоского солнечного коллектора напрямую зависят от тепловых потерь. Потеря тепла возможна через корпус коллектора и для того чтобы свести теплопотери к минимуму корпус теплоизолируют различными материалами. Низ и бока корпуса утепляются при помощи минеральной ваты или пенополиуретана. Лицевая часть солнечного коллектора так же защищается от потерь тепла при помощи таких материалов как стекло или поликарбонатная плита. Поскольку между стеклом и абсорбером (плоской плитой) находится воздух, который является хорошим теплоизолятором, герметичность соединения стекла с корпусом играет немаловажную роль. Если плоский солнечный коллектор для нагрева воды в частном доме изготовлен с соблюдением всех норм и технологий, то он будет отлично справляться со своей задачей — нагрев воды для горячего водоснабжение в частном доме.
Устройство вакуумного трубчатого коллектора
Вакуумные солнечные коллекторы для нагрева воды в частном доме стоят значительно дороже вышеописанных плоских коллекторов, по причине более высокой эффективности и сложности конструкции. Такое устройство солнечного коллектора для нагрева воды в частном доме намного сложнее в изготовлении, но КПД у них выше и срок эксплуатации больше. В вакуумных коллекторах абсорбер и циркулирующий рабочий агент вместе с трубкой (жидкость, забирающая тепло) находятся внутри специальной отдельной стеклянной трубки, заполненной вакуумом. Вакуум играет роль теплоизоляции, благодаря которой значительно уменьшаются теплопотери. Для увеличения поглощения солнечной энергии нередко на внутреннюю часть основной трубки наносится зеркальная поверхность.
Прогресс не стоит на месте и сегодня на рынке появляются всё новые и новые усовершенствованные модели солнечных вакуумных коллекторов для нагрева воды с более сложным устройством и применением новейших технологий и материалов. Такие модели изготавливаются на основе тепловых трубок. Внешний вид практически ничем не отличается от обычного трубчатого коллектора, с той лишь разницей, что конструкция и состав трубок значительно отличаются. Внутри трубки находится не циркулирующий рабочий агент, а тепловая трубка, заполненная специальной жидкостью. Температура кипения у этой жидкости довольно низкая, благодаря чему она очень быстро нагревается и превращается в пар. Сверху трубки, куда поднимается пар, проходит магистраль с постоянно циркулирующим рабочим агентом (жидкость), который забирает тепло от вакуумного солнечного коллектора для нагрев воды и передаёт его в систему ГВС (горячее водоснабжение) или в накопительный бак. После охлаждения, жидкость внутри трубки конденсируется и капельками стекает вниз и процесс продолжается заново.
Вакуумные солнечные коллекторы для нагрева воды в частном доме, работающие при помощи тепловых трубок, внутри которых находится рабочий агент с низкой температурой кипения настолько эффективны, что способны нагревать воду даже в зимний период или в пасмурные дни, когда солнечные лучи слабые, а время нагрева солнечного коллектора не продолжительное. Такое устройство солнечного коллектора для нагрева воды способно обеспечить тёплой водой ваш дом даже в самые неблагоприятные дни. Эксплуатация любого вида солнечного коллектора в полной мере не может обойтись без накопительного бака, в котором сохраняется нагретая за день вода. Накопительный бак должен быть защищён слоем теплоизоляции, для удержания тепла внутри бака.