Гелиосистемы и солнечные коллекторы. Как это работает.

Всем привет! Давно хотел рассказать про гелиосистемы и солнечные коллектора, но все как-то было не до того. Хотя тема очень интересная и продвинутая (экология + экономия денег). Системы на основе солнечных коллекторов разных видов очень популярны в Европе и США. Там установка такого оборудования может даже субсидироваться государством. В нашей стране с ее климатом, гелиосистемы можно успешно применять не только на юге, где много солнечных дней. Современные технологии повысили эффективность солнечных коллекторов, по этой причине появилась возможность их применения в средней полосе России и не только летом, но и зимой. Давайте подробно рассмотрим гелиосистемы и начнем, как обычно, с определения.

Что такое гелиосистема?

Это инженерная система, в которой происходит преобразование энергии солнечного излучения в тепло для отопления или горячего водоснабжения. Основным элементом такой системы является специальное устройство — коллектор. О них мы поговорим ниже.

Гелиосистемы и солнечные коллекторы. Как это работает.

Виды и устройство солнечных коллекторов.

Их существует несколько видов отличающихся по конструктивному исполнению. Начну их перечислять последовательно от простых к более сложным.

Термосифонные солнечные коллекторы.

Наиболее простой и дешевый вид такого оборудования, рассчитанный на работу только в теплый сезон. Поэтому такие системы называют сезонными. Они делаются в двух вариантах:

  • Работающие без давления — вода в них циркулирует только под действием гравитационных сил. По этой причине такие коллектора могут устанавливаться только выше уровня точек разбора. Обычно, их ставят на крышах домов или на специальных башнях, похожих на опоры ЛЭП.
  • Работающие под давлением — здесь циркуляция обеспечивается специальными насосами. Такое оборудование может быть установлено на уровне и даже ниже точек разбора в любом удобном и хорошо освещенном месте.

Кроме этого, есть еще различия в способе нагрева воды. Таких способов 2:

  1. Прямой — внутри коллектора нагревается, которая подается непосредственно потребителю.
  2. Косвенный — нагрев потребляемой воды происходит при помощи теплообменника. Теплообменник находится внутри верхнего бака-аккумулятора.

Для понятности добавим сюда следующую картинки:

Термосифонные коллекторы.
Прямой нагрев воды
Термосифонные коллекторы.
Косвенный нагрев воды.

Более всего в этих устройствах интересны трубки, в которых происходит нагревание воды. В современных коллекторах они делаются из специального высокопрочного стекла. Трубка по строению похожа на стеклянную колбу термоса — она имеет две стенки, между которыми создается вакуум. Внутренняя трубка покрывается напылением, уменьшающим отражение солнечного излучения. Это позволяет доводить температуру теплоносителя до 300° Цельсия. Такие температуры возможны только при повышенном (больше атмосферного) давлении.

Плоские солнечные коллекторы.


плоские солнечные коллектора

 

Грубо говоря, это ящик, дно которого утеплено пенополиуретаном, а верх закрыт толстым ударопрочным стеклом (на случай града и других неприятностей). Между этими двумя слоями находится абсорбер — теплообменник, который нагревается солнцем. Он покрашен специальной краской, уменьшающей отражение солнечных лучей. Внутри плоского коллектора может быть создан вакуум, что увеличит его КПД, но это условие не обязательно. То есть вакуума может и не быть. Схему устройства смотри ниже:

плоские солнечные коллектора

В отличие от термосифонных, плоские коллектора можно использовать и в холодное время года. Для этого внутри них должен циркулировать специальный антифриз для отопления. В этом случае приборы подключаются к бойлеру косвенного нагрева. Выглядит это примерно так:

Гелиосистемы и солнечные коллекторы. Как это работает.

Здесь использован специальный бойлер с двумя теплообменниками. Если вместо бойлера будет теплоаккумулятор, то мы получим систему отопления с поддержкой от солнечной энергии. Такая хитрость будет недешево стоить, но со временем окупится. Ведь вы будете экономить на топливе для котла. Лично я считаю, что такое решение имеет право на существование.

 Гибридные солнечные коллекторы.

Еще одним видом коллекторов являются гибридные. Главным их отличием от плоских является то, что в них помимо нагрева воды осуществляется еще и выработка электрической энергии. На мой взгляд, это удачная идея совместить эти две функции в одном устройстве. Крыша ведь у дома всего одна и площадь, на которой можно разместить эти коллектора достаточно ограничена, а тут одним выстрелом убивают двух зайцев.

гибридный коллектор

Но не все так просто,  фотоэлектрические элементы не любят повышенной температуры. Поэтому температура теплоносителя не должна превышать порога в 50° Цельсия. Для ГВС, например, этого будет мало. В принципе, теплоноситель с такой температурой можно использовать для теплых полов и тепловых насосов. Функция выработки электричества тоже страдает. Как известно, все универсальное хуже специального. Еще одним существенным их недостатком для нашего потребителя можно назвать их высокую стоимость. В нашей стране, к сожалению, не субсидируют применение энергоэффективных технологий

Итоги.

Если вы живете в местности, где солнце светит много дней в году, то применение различных вариантов подобных систем может сэкономить вам приличные деньги. Разумеется, это оборудование стоит дорого и должно быть установлено грамотными людьми, но за свой срок эксплуатации оно сэкономит вам тысячи киловатт часов или кубометров газа, которые вы должны были бы потратить на подогрев воды или другие цели. Думайте сами, решайте сами. На этом все, если есть вопросы, то пишем их в комментариях.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Добавить комментарий

Ваш e-mail не будет опубликован. Обязательные поля помечены *

1 × пять =

Вверх