вакуумный солнечный коллектор
Содержание:
  • Разновидности коллекторов
  • Принцип работы вакуумного солнечного коллектора
  • Возможности круглогодичного использования
  • Особенности функционирования в зимнее время

На сегодняшний день вряд ли кто-то не захочет получить горячую воду по стоимости холодной. Сегодня это довольно реальный вариант, который стал возможен благодаря такому устройству, как вакуумный солнечный коллектор. Главное положительное качество использования этой системы заключается в том, что данное устройство будет окупаться практически с первого дня запуска. Принцип работы заключается в том, что солнечная энергия является полностью бесплатной. Использование этой энергии не облагается никакими налогами, что облегчает расчет окупаемости данной системы.

Сейчас точно указать сроки окупаемости такого оборудования, как вакуумный солнечный коллектор для отопления, бывает достаточно сложно. Тогда расчет нужно вести с учетом суточного объема использования горячей воды, цены на топливо, которое будет заменять солнечная энергия, а также длительности солнечного периода и мощности излучения в районе. Кроме того, необходимо брать в расчет и многие другие факторы. Впрочем, при неуклонном повышении цен на обычные энергоносители время окупаемости коллектора становится все более коротким. Все это делает данное устройство очень выгодным для нагревания воды.

Разновидности коллекторов

схема работы теплового вакуумаСегодня известно множество разновидностей коллекторов, использующих солнечную энергию для нагревания воды. Мы остановимся на одном из наиболее удачных вариантов, которым является вакуумный солнечный коллектор, имеющий один контур и выносной накопительный бак. Его удобство заключается в том, что все детали оборудования располагаются снаружи здания, а поэтому для них не нужно предусматривать специального технического помещения. Это очень выгодно, так как далеко не всегда удается обустроить такое помещение жилого дома. Для эффективной работы к аппарату подводятся трубы для горячей и холодной воды, и только после этого его можно будет использовать. Чтобы повысить функциональность оборудования, необходимо предусмотреть расположение недалеко от сети с напряжением не меньше 220 вольт. Впрочем, даже без электроснабжения основная функция аппарата по нагреву воды будет выполняться.

Принцип работы вакуумного солнечного коллектора

Данное устройство по своей сути можно считать бойлером. Основную роль здесь выполняют нагревательные элементы, выполненные из меди. Они расположены во внутренней части накопительной емкости. Эффективный расчет количества этих деталей зависит от объема накопительной цистерны. Нагревательные элементы из меди представляют собой тепловые трубки, находящиеся в вакуумных стеклянных трубках. По конструкции этот аппарат очень похож на термос, благодаря чему обеспечивается минимальная тепловая потеря.

С внутренней стороны тепловых труб располагается быстро закипающая жидкость, которая не замерзает. Селективное покрытие вакуумной трубы поглощает солнечную энергию, которая перераспределяется на тепловые трубки. Жидкость в этих трубках быстро закипает и поднимается вверх. Здесь она отдает тепло воде, которая находится в баке. Далее эта жидкость охлаждается и опускается вниз. Затем данный процесс повторяется с определенной периодичностью.

схема вакуумного солнечного коллектора

Каждая тепловая трубка имеет наконечник из меди, которая не контактирует с водой напрямую. Его располагают в латунной гильзе, вкручивающейся в корпус. Накопительная емкость постоянно наполняется водой, на которую влияет магистральное давление в водопроводе. Проведенный расчет показал, что максимально допустимым давлением для цистерны можно считать 0,6 МПа. При этом принцип работы заключается в том, что холодную воду подают в нижнюю часть накопительной емкости, а забор нагретой происходит из верхней части. Поэтому, в данном случае не происходит смешивания потоков. Это позволяет обеспечить постоянную температуру на выходе вплоть до полного слива.

Верхний сегмент накопительной емкости имеет отводчик воздуха автоматического действия. Контроль над рабочим процессом нагревателя воды проводится при помощи многофункционального контроллера. С помощью этого прибора ведется расчет и анализ данных по температуре воды, а также управление электрическим элементом для нагревания, который имеется в баке. Благодаря комбинированному использованию солнечной и электрической энергии, коллектор может обеспечивать постоянное снабжение горячей водой даже в пасмурное время года.

Возможности круглогодичного использования

На сегодняшний день расчет ученых показывает, что в зимнее время года мощность солнечного излучения снижается более чем в 5 раз по сравнению с летними показателями. В связи с этим у людей, которые хотят приобрести данный аппарат, возникает справедливый вопрос, касающийся его применения в зимний период. Большинство современных производителей разрабатывают коллекторы для использования даже при минусовой температуре. И это несмотря на то, что все детали конструкции находятся на улице. Возможность круглогодичной работы достигается за счет использования в качестве теплоносителя незамерзающей жидкости. Кроме того, на современных установках выносные баки имеют отличную теплоизоляцию. Сам бак также обладает мощным электрическим нагревательным элементом.

действие вакуумного солнечного коллектора

При автоматической работе водонагревателя расчет ведется таким образом, что при понижении температуры в баке ниже минус пяти градусов запускается режим автоматического обогрева, который поддерживает постоянную температуру воды. Поэтому, если устройство будет получать бесперебойное электропитания, то вода в нем никогда не замерзнет. В то же время, в солнечную погоду возможет неинтенсивный ее нагрев.

Особенности функционирования в зимнее время

Работа солнечного коллектора в зимний период имеет некоторые особенности. Во-первых, одним из важнейших элементов прибора является автоматический отводчик воздуха. Он довольно хорошо обдувается, а поэтому при сильной минусовой температуре его может прихватить. Вторым моментом является наличие параллельно работающих труб с холодной или горячей водой. Если между ними не будет водоразбора, то вода в них постепенно замерзнет. Чтобы этого не случилось, нужно обеспечить циркуляцию воды.