Сонячні геліоколектори пристрій, види і як зробити своїми руками

Сонячні геліоколектори - це пристрої, що дозволяють за допомогою сонячної енергії нагрівати теплоносій, тим самим опалюючи приміщення і / або нагріваючи воду для побутових потреб. Використовувати їх можна в якості основного джерела тепла або додаткового в комплекті з іншим обігрівачем. Вони можуть працювати як в ясну, так і в похмуру погоду.

Пристрій сонячних геліосистем

Геліосистема - це повний комплект обладнання для перетворення з сонячного світла теплової енергії.

У неї входять наступні елементи:

• сонячні колектори;
• бак-акумулятор;
• насос;
• контролер управління.

Схема і принцип роботи геліоколектора

Бак-акумулятор містить в собі теплообмінник. Через нього відбувається передача тепла від теплоносія воді, яка знаходиться в бачку. Також під час монтажу бака-акумулятора враховується можливість додатково нагрівання води до потрібної температури, наприклад за допомогою газового котла. Це необхідно на той випадок, якщо погода похмура і холодна і не вистачає потужності колектора.

Насос використовується для створення циркуляції теплоносія від геліоколектора до бака і назад. Контролер управління необхідний для контролю над роботою всіх частин системи, в тому числі для захисту від перегрівання.

Зверніть увагу! Додатково рекомендується встановити джерело безперебійного живлення, на випадок відключення від основної мережі.

як працюють

Панель сонячного колектора перетворює інфрачервоне випромінювання в теплову енергію. Отримане тепло, передається теплоносію, який по трубах протікає в бак-акумулятор. Там він передає тепло воді, тим самим нагріваючи її. Остиглий теплоносій назад повертається в сонячний колектор, і все повторюється знову.

Зверніть увагу! Від того наскільки ефективно працює геліоколектор, залежить продуктивність всієї системи. Чим більше енергії він поглине і чим менше втратить, тим вище буде ККД системи.

Види сонячних колекторів

Найбільш поширеними вважаються плоскі і вакуумні геліоколектори.

Головним елементом вакуумного пристрою є теплова труба. Зовні являє собою ряд, що складається зі скляних трубок, ув'язнених в алюмінієвому каркасі. Кожна трубка складається з двох трубок різних діаметрів, а між ними знаходиться вакуум. Завдяки йому теплоносій всередині неї набагато краще захищений від впливу температури навколишнього середовища.

Пристрій вакуумного геліоколектора

Мідна труба з меншим діаметром містить в собі спеціальну нетоксичну рідину. При нагріванні вона випаровується. Пара піднімається до самого верху трубки - до наконечника. Там він віддає тепло теплоносія, що знаходиться в теплопроводі.

Зверніть увагу! Нетоксична рідина випаровується навіть при температурі на вулиці -30 ° С, завдяки вакууму між трубками.

Конденсуючись на стінках труби, рідина назад стікає вниз. Далі процес знову повторюється. Всі труби розташовані паралельно. Кут нахилу залежить від місця монтажу системи і географічної широти об'єкта. Панель повинна бути спрямована на південь.

Пристрій водонагрівальної системи з використанням вакуумного геліоколектора

Сонячний геліоколектор відмінно працює навіть в похмуру погоду, так як вакуумні трубки добре поглинають інфрачервоне випромінювання, що проходить крізь хмари. На відміну від плоских пристроїв на вакуумні чинить менший вплив низька температура на вулиці і вітер, завдяки ізоляційним властивостям вакууму. Системи з сонячними геліоколекторами цього типу можуть функціонувати до -35 ° C.

Щоб всередині трубок якомога довше зберігався вакуум, один їх кінець покритий товстим шаром барію. Він поглинає різні гази, які з'являються під час експлуатації та зберігання пристрою. Також барій є своєрідним індикатором. Якщо він змінив колір з сріблястого на білий, значить, вакууму в трубці вже немає і її слід замінити на нову.

Щоб провести заміну, не потрібно зупиняти всю систему. Також, якщо одна з трубок вийшла з ладу, то колектори все одно продовжать працювати як раніше. У разі необхідності в систему можна додати трубки або зняти зайві.

Переваги вакуумних геліоколекторів:

• зручний монтаж;
• просте обслуговування;
• низькі тепловтрати;
• тривалий період роботи.

До недоліків відносять неможливість самостійної очищення від снігових наносів, а також мінімальний кут нахилу повинен бути не менше 20 °.

Зовні плоскі сонячні геліоколектора є прямокутну панель. Корпус виконаний з алюмінію. Для подачі і виведення теплоносія є 2 патрубка. Бічні сторони і одна стіна утеплені утеплювачем товщиною 3-4 см. Це дозволяє значно скоротити втрати тепла пристрою.

Головна частина всього геліоколектора - це абсорбер, з'єднаний з теплопроводом. Саме він поглинає інфрачервоне випромінювання. Зверху він закритий загартованим склом з низьким рівнем металу. Найчастіше поглинає елемент робиться з міді, так як вона має високу теплопровідність.

Пристрій плоского сонячного геліоколектора

Принцип дії колектора наступний: сонячні промені проникають крізь скло і потрапляють на абсорбер. Він нагрівається і передає тепло теплоносія. На відміну від вакуумних систем, плоскі колектора можуть самостійно очиститися від снігу. Їх монтаж можна провести під будь-яким кутом. Але в порівнянні з вакуумними пристроями, у них більше тепловтрати, і встановлювати їх потрібно тільки в повністю зібраному вигляді. Ще один недолік - у разі пошкодження доведеться міняти всю панель. Але в порівнянні з вакуумними, вони більш надійні і прості.

Нюанси по використанню колекторів для опалення або для нагріву води

Кількість пристроїв визначається в залежності від потреб. Сонячні геліоколектора можна об'єднувати в групи. Обсяг і температура нагрітої води при цьому залежать відразу від багатьох факторів, в тому числі від температури і погоди на вулиці, кількості використовуваної води і так далі. Тому температура нагріву води буде різною кожен день.

Зверніть увагу! В якості теплоносія всередину сонячних колекторів рекомендується заливати нетоксичні антифризи. Це допоможе використовувати систему в холодних умовах, а також продовжить термін її експлуатації.

Перед тим як купити колектор, слід точно визначити мету використання і де він буде розташований. Щоб правильно підібрати модель і кількість.

Як зробити своїми руками

Перед тим як приступити до складання сонячного колектора, слід зробити розрахунки, щоб пристрій вийшов якісним.

1. Спочатку збирається короб. Для цього використовуються дошки товщиною 3 см і шириною 12 см. Дно робиться з фанери або текстоліту. Для міцності встановлюються ребра жорсткості. Щоб деревина не гнила, її обробляють антисептиком.
2. На дно укладається шар теплоізоляції (мінеральної вати). Після чого її закривають оцинкованим металом.
3. Для створення теплообмінника знадобляться 2 труби з діаметром 1 "і довжиною 70 см, 15 труб з діаметром 0,5", довжиною 160 см.
4. У трубах більшого діаметру з кроком до 4,5 см робляться отвори для труб меншого розміру.
5. Після чого всю конструкцію зварюють. При цьому патрубки для входу і виходу теплоносія повинні знаходитися діагонально. Для входу внизу, для виходу зверху.
6. Готовий радіатор монтують всередину раніше зробленого короба. Кріпиться до дна короби з допомогою хомутів або смужок металу. Для максимальної передачі тепла, потрібно закріпити його як можна щільніше.
7. Стики ретельно закладаються герметиком. Дно короба і труби забарвлюється в чорний колір жаростійкої фарбою, тоді вони будуть поглинати більше тепла. Зовнішні деталі фарбуються білим, щоб було менше тепловтрат.
8. Після того як фарба висохла, короб закривається склом (4 мм), але так, щоб відстань між ним і радіатором було не менше 1,2 см. Можна використовувати склопакет, це підвищить ефективність пристрою.

Ціна і окупність

З фінансової точки зору сонячні геліоколектора необхідно вважати інвестиціями. Термін окупності може бути різним - від декількох місяців до декількох років. Залежить він від того, коли і скільки разів буде використовуватися сістема.Срок служби сонячних геліоколекторів може бути більше 30 років. Але вони в будь-якому випадку окупляться, враховуючи, що вони практично не вимагають обслуговування.

Працездатність усієї системи повністю залежить від якості кожного елемента і правильності монтажу. Сонячні геліоколектора не зможуть працювати в повну силу, якщо буде неправильно підібране інше устаткування. Установку і проектування краще довірити професіоналам.