Проектирование, монтаж солнечных нагревателей воды (солнечных коллекторов)

Проектирование, монтаж, солнечных нагревателей воды, системы отопления и горячего водоснабжения (на солнечных коллекторах)

Обычно солнечные коллекторы устанавливаются неподвижно, а угол наклона выбирают в зависимости от основного назначения устройства. При установке коллектор стараются ориентировать в сторону юга, но обязательно ориентируясь на рельеф местности. Рекомендуется отклоняться от ориентации на юг не более чем на тридцать градусов, тогда и тепло будет вырабатываться в пределах нормы. В северных районах может представить интерес вариант установки под углом близким к вертикали, когда приемник будет больше использовать лучи отраженные от поверхности снежного наста.

Люди старшего поколения очень хорошо помнят, а некоторые, по традиции, все еще и имеют на дачных участках металлические бочки и баки, гордо высящиеся на дряхлых кабинках для душа. Выкрашенные черной краской, они стоят здесь, согревая воду в жаркие солнечные дни. И что говорить про Среднюю Полосу, про Северные районы вообще вспоминать не будем, когда в поселках, где изобилие солнца и света, хозяева тут и там пользуются таким древним способом нагрева воды. 

Сегодняшний день диктует свои законы во всех областях нашей жизни. Новые технологии прочно входят в наш быт. И на смену, дедушкиным и бабушкиным, черным бочкам явились солнечные коллекторы – центральная, и главная часть всех современных устройств для сбора солнечной энергии. Изжили себя баки и канистры, бочки и цистерны. Им на смену пришли системы более эффективные и более экономные, построенные из материалов, рожденных сегодняшним днем. 

Все солнечные коллекторы условно делятся на плоские, или плоскопанельные, и вакуумные. 

Плоскопанельные солнечные коллекторы представляют собой абсорбер, элемент, поглощающий солнечную радиацию и связанный с теплопроводной системой. С внешней стороны элемент закрыт слоем прозрачного материала, прозрачного покрытия. Чаще всего это покрытие выполняется из специального закаленного стекла, в котором максимально снижено содержание металлов. Обратная сторона, для уменьшения теплопотерь закрыта теплоизолятором. Если тепло не передается на внешние потребители, то такой плоский коллектор в состоянии нагревать промежуточный теплоноситель до ста сорока градусов. В настоящее время разрабатываются и применяются специальные оптические оболочки. Поскольку из всех используемых материалов наиболее высокая теплопроводность у меди, то она стала основным сырьем для производства абсорбера. У вакуумных коллекторов главная часть – это специальная вакуумная трубка, покрытая чернением, для нагревания, в которой находится вода или антифриз. Вся конструкция сделана по принципу устройства термоса. Вокруг полости заполненной жидкостью для уменьшения непродуктивных потерь тепла создается своеобразная вакуумная камера. Используя такой элемент можно нагреть воду даже в том случае, если температура окружающей среды минусовая. Применение систем, построенных на вакуумных солнечных коллекторах, в большинстве российских регионах могут обеспечить население третью энергии, необходимой для теплоснабжения осенью или весной. И процентов на 60 удовлетворить потребность в горячей воде. 

С целью повышения эффективности приборов, внутренние вакуумные трубки делаются граненой формы или в форме буквы «U». Внешняя оболочка трубок изготавливается из боросиликатного стекла, имеющего повышенную прочность и длительное время не теряющего своих оптических свойств. 
Последнее время распространяются солнечные коллекторы, оснащенные тепловыми трубками, такими, какие используются в системе охлаждения дорогих компьютеров. Внутри такой трубки находится жидкость, имеющая пониженную точку кипения, к примеру, аммиак. Один конец трубки вставлен в теплообменный бак. Нагреваясь от солнечного излучения, жидкость закипает, пар, поднявшись вверх, передает тепло воде. Солнечные коллекторы с подобными трубками намного эффективней любых других. Помимо повышенного КПД, он еще чрезвычайно устойчив к механическим воздействиям. 

Солнечные коллекторы будут обладать максимальной эффективностью, если угол падения солнечных лучей равен 90 градусам. Это хорошо известно всем из школьного курса физики. Но в течение дня солнце описывает над нами дугу, а в разное время года еще и поднимается на различную высоту. Поэтому идеальным был бы вариант, когда солнцепринимающее устройство поворачивалось бы вслед за перемещающимся светилом, поддерживая постоянно прямой угол по отношению к падающим лучам. Технически это вполне осуществимо и при различных экспериментах такие системы изготавливаются. Но стоимость следящей конструкции будет превышать стоимость всего вашего дома и окупится она очень не скоро. 

Обычно солнечные коллекторы устанавливаются неподвижно, а угол наклона выбирают в зависимости от основного назначения устройства. При установке коллектор стараются ориентировать в сторону юга, но обязательно ориентируясь на рельеф местности. Рекомендуется отклоняться от ориентации на юг не более чем на тридцать градусов, тогда и тепло будет вырабатываться в пределах нормы. В северных районах может представить интерес вариант установки под углом близким к вертикали, когда приемник будет больше использовать лучи отраженные от поверхности снежного наста.