Типы солнечных коллекторов

Классифицировать солнечные коллекторы или по-другому солнечные панели можно по-разному, но проще всего разделить их на категории в соответствии с режимом использования. Итак, они бывают:

• круглогодичными – используемыми без каких-либо ограничений;
• сезонными, которые целесообразно эксплуатировать в теплое время года.

Оба типа устройств могут с успехом применяться для отопления и снабжения горячей водой дач, коттеджей, гостиниц и даже промышленных объектов.

Подробнее о сезонных гелиосистемах (термосифонах)

Как мы говорили выше, термосифонные солнечные коллекторы используются только при плюсовых температурах, то есть весной, летом и ранней осенью. Состоят данные солнечные водонагреватели из накопительного бака и солнечного коллектора. Роль теплоносителя в конструкции играет вода. Именно из-за нее сезонные гелиосистемы нельзя использовать зимой – жидкость на морозе замерзает.

Сезонные гелиосистемы устанавливаются на улице и подвергаются воздействию окружающей среды. Вот почему воду нельзя заменить другим теплоносителем хотя бы частично. Даже если сделать это, вода, находящаяся в накопительном баке, все равно замерзнет.

Боязнь морозов – большой минус сезонных гелиосистем. Однако у них есть много плюсов, в частности:

• низкая цена;
• компактные размеры;
• простота монтажа.

Такие системы – идеальный вариант для организации горячего водоснабжения пансионатов и санаториев. Поскольку сезонные гелиосистемы имеют модульную конструкцию, их можно легко модернизировать, увеличив производительность. Они одинаково хорошо подходят для использования и на дачных участках, и в больших отелях.

Системы под давлением

Сезонные термосифоны, функционирующие под давлением, можно включать в магистраль водоснабжения. Это избавляет от необходимости монтажа конструкции на крыше. Ее можно поставить и в другом месте, скажем, на земле. Важно лишь, чтобы участок, где находится конструкция, был освещаем солнцем.

В термосифонах используется принцип косвенного нагрева воды. Жидкость может нагреваться или в змеевике, или в специальном теплообменнике. Солнечные водонагреватели под давлением комплектуются баками на 100-250 литров.

Системы самотечные

В гелиотермальных системах, функционирующих не под давлением, вода циркулирует «самотеком», то есть благодаря силе гравитации. Соответственно, их обязательно нужно устанавливать выше точек водозабора, в идеале – на крышах домов. Подобные гелиосистемы имеют простую конструкцию и могут работать без наличия электричества. Пока накопительный бак гелиосистем без давления не опустошается, можно не пользоваться насосом, подающим воду.

Поскольку в солнечных водонагревателях без давления тепло передается без промежуточных теплообменников, они нагревают воду сильнее. Коллекторы без давления в течение всего лета способны обеспечить целую семью горячей водой. Вот почему они становятся идеальным решением для дачников, привыкших к цивилизации и на лето перебирающихся за город.

Солнечные водонагреватели без давления оборудуются баками емкостью в пределах 120-250 литров. Такие баки состоят из двух контуров – внешнего и внутреннего. Для обеспечения дополнительной термоизоляции между стенками бака размещают полиуретан.

Круглогодично функционирующие гелиосистемы

Их функционирование не зависит от температуры воздуха. Круглогодичные системы одинаково эффективны и зимой, и жарким летом. Для них важно одно – наличие ярко светящего солнца.

Гелиосистемы такого рода состоят из находящегося в помещении накопительного бака и стоящего на улице солнечного коллектора. Разумеется, в их структуру входит предохранительное и насосное оборудование. Между баком и коллектором «бегает» теплоноситель, не боящийся мороза. Вот почему система не выходит из строя даже холодными ночами, когда солнечные лучи не греют коллектор.

Круглогодичные гелиосистемы в летний период способны полностью удовлетворить потребности в горячей воде, а зимой дают возможность на 60% уменьшить расходы электроэнергии на ее подогрев.

Используемые круглый год гелиосистемы оснащаются следующими типами коллекторов:

1) плоскими;
2) вакуумными;
3) гибридными.

Давайте подробнее рассмотрим их особенности.

Гелиосистемы с плоскими коллекторами

Особенно эффективны для использования летом. Зимой они теряют КПД из-за существенных потерь тепла. Вместе с тем, они часто используются в круглогодичных системах нагрева воды. Люди их выбирают из-за низкой стоимости. Плоские коллекторы можно встраивать в кровельные конструкции, экономя средства на обустройство крыши. Они способны прослужить около 50 лет.

Изготавливаются плоские коллекторы разными производителями. Чаще всего их корпуса создают из анодированного алюминия. Также есть модели, выполненные из листового алюминия. Как мы говорили выше, плоские коллекторы удобнее всего монтировать на скатных кровлях. В ряде случаев они имеют конструкцию, допускающую монтаж на любых участках строения. К примеру, некоторые плоские коллекторы можно использовать в качестве карнизов, прикрепляя их к стенам.

Вакуумные гелиоколлекторы

Хороши тем, что не теряют эффективности зимой. Вакуумные гелиоколлекторы состоят из стеклянных трубок, в которых поддерживается вакуум. Это минимизирует внутренние теплопотери коллектора и сводит их к нулю даже при температуре окружающей среды в районе 15-20 градусов мороза.

Цилиндрическая форма гелиоколлекторов дает возможность максимально эффективно превращать солнечную энергию в тепловую. В отличие от плоских вариантов, вакуумные цилиндрические гелиоколлеторы эффективно используют рассеянный солнечный свет, что особенно важно зимой. Подобное свойство увеличивает на целых 40% КПД солнечного нагревателя.

Вакуумные гелиоколлекторы можно перевозить, разобрав на отдельные элементы, что обеспечивает их сохранность. Собрать детали в одну систему можно на месте монтажа. Добавим, что вакуумные модели нагревателей идеально себя показали в регионах, где часто господствуют шквальные ветры – такие конструкции имеют минимальную парусность.

Гибридные коллекторы

Объединяют в себе опцию выработки электроэнергии и подогрева воды. Сокращенно такие системы именуются PVT-коллекторами. Кроме выработки электричества и тепла, гибридные коллекторы могут похвастаться высокой электроэффективностью. Ведь их фотомодули постоянно охлаждаются за счет отвода тепла на теплоноситель.

Обычные фотоэлектрические модули теряют свою эффективность при увеличении температуры. Больше всего она снижается при +50 градусах. Гибридные коллекторы лишены подобного недостатка, ведь в них тепло полностью поглощается циркулирующей жидкостью, подогревающей воду.

Советы по установке солнечных водонагревателей

Устанавливать гелиосистемы, нагревающие воду, можно на любом пространстве, освещаемом солнцем. Это может быть:

• крыша;
• балкон;
• техническая площадка здания.

Важную роль в функционировании систем нагрева воды играет угол наклона и экспозиция коллекторов. Важно размещать конструкции так, чтобы они хорошо освещались солнцем и летом, и зимой.

Солнечные водонагреватели невозможно выключить. Это значит, что в жаркие солнечные дни температура воды в накопительных баках может составлять более 200 градусов. Для обеспечения безопасности следует использовать трубную обвязку из нержавеющей стали или меди, избегая полимерных и стальных труб, имеющих цинковое покрытие. Следует позаботиться о теплоизоляции первого контура труб, чтобы свести к нулю возможность возгораний и получения ожогов. Впрочем, все эти заботы стоит доверить специалистам, а не устанавливать гелиосистему своими силами. Профессионалы, имеющие опыт и знания, справятся с этой задачей качественней и быстрей.

При функционировании гелиосистемы не требуют постоянного обслуживания. Нужно лишь периодически проводить их осмотр, чтобы убедиться в герметичности соединений.