Як працюють геліоколектори
Як працюють геліоколектори?
Для перетворення сонячної енергії в теплову використовують геліосистеми.
Сонячний водонагрівач (сонячний колектор) - це пристрій, призначений для поглинання сонячної енергії, яка переноситься видимим і ближнім інфрачервоним випромінюванням і для подальшого її перетворення в теплову енергію, придатну для використання.
У геліосистемах найбільш поширені два типи колекторів: вакуумні і плоскі.
Основною частиною вакуумного колектора є теплова трубка. Такі колектори представляють собою ряд скляних трубок спеціальної конструкції. Трубка геліоколектора - це насправді дві трубки (одна вкладена в іншу), між якими знаходиться вакуум для найкращої термоізоляції теплоносія від зовнішнього середовища.
Спосіб передачі тепла від неї теплопроводу вакуумного сонячного колектора: мідна труба всередині порожня і містить неорганічну нетоксичну рідину. При нагріванні ця рідина випаровується, а оскільки в трубці створений вакуум, то це відбувається навіть при температурі мінус 30 ° С. Пара піднімається до наконечника теплової трубки, де віддає тепло теплоносію (антифризу), який тече по теплопроводу геліоколектора. Потім він конденсується і стікає вниз, і процес повторюється знову. Сонячний водонагрівач з вакуумними трубами показує відмінні результати навіть в похмурі дні, тому що вакуумні труби здатні поглинати енергію інфрачервоних променів, які проходять через хмари. Завдяки ізоляційним властивостям вакууму, вплив вітру і низьких температур на роботу геліосистеми також незначно в порівнянні з впливом на плоский сонячний колектор. Система з вакуумним сонячним колектором успішно працює до -35 ° С.
Труби встановлені в сонячному водонагрівачі паралельно, кут їх нахилу залежить від географічної широти місця установки системи опалення. Орієнтовані з півночі на південь, протягом дня трубки вакуумного сонячного колектора пасивно рухаються за сонцем. Вони практично не потребує експлуатаційному обслуговуванні.
Для підтримки вакууму сонячний водонагрівач використовує газопоглотитель, який у виробничих умовах піддавався впливу високих температур, в результаті чого нижній кінець вакуумної труби покритий шаром чистого барію. Він поглинає СО, СО2, N2, O2, H2o і H2, які виділяються з труби в процесі зберігання і експлуатації, і є чітким візуальним індикатором стану вакууму в трубці сонячного колектора. Коли вакуум зникає, барієвий шар з сріблястого стає білим. Це дає можливість легко визначити, ціла чи труба вакуумного сонячного водонагрівача.
Вакуумні сонячні колектори повністю придатні для ремонту: у разі необхідності трубку можна замінити без зупинки сонячного водонагрівача. За необхідністю вакуумні трубки можна додавати (при нестачі тепла) або частково знімати (якщо є його надлишок), зменшуючи площу геліоколектора. Обслуговування сонячного водонагрівача зводиться практично до нуля. Вакуумні сонячні колектори відмінно справляються із завданням забезпечення будинку гарячою водою, опаленням квартири, підігрівом басейнів, теплиць, працюють в системах вентиляції, кондиціонування та опалення будівель. Завдяки всьому цьому робота геліосистеми проста, як з точки зору експлуатації, так і обслуговування.
Конструкція плоских сонячних колекторів є досить простий. Зовні вони представляють собою просту панель, що має прямокутну форму. Ця установка має алюмінієвим корпусом, кількома патрубками, що використовуються з метою відведення і підведення рідкого теплоносія. Крім того, зсередини стінки колектора покриті теплоізоляційним шаром. На сьогоднішній день виробники його товщину роблять дорівнює трьом-чотирьом сантиметрам - це надає можливість домогтися істотного зменшення рівня тепловтрат.
Принцип роботи плоского сонячного колектора грунтується на парниковий ефект - сонячні промені надходять на поверхню цього пристрою і проникають крізь скло. Теплопоглощающєє покриття, яке використовується в нижній частині колектора, характеризується коефіцієнтом поглинання, що становить 91%. В кінцевому підсумку надмірний нагрів призводить до того, що покриття починає випромінювати теплову енергію. Потужність її розташована в інфрачервоному діапазоні, іншими словами, є можливість досягти акумулювання енергії сонця в колекторі. Процес відведення тепла відбувається при безпосередній участі теплоносія.