Солнечный коллектор

Естественный свет — неиссякаемый источник тепла: ежесуточно каждый квадратный метр поверхности Земли получает порядка полутора солнечных киловатт. Значительная их часть растрачивается впустую, поскольку для отопления и горячего водоснабжения мы привыкли использовать газ и электроэнергию Однако прогресс не стоит на месте, и теперь можно позаимствовать немного даровой энергии у нашей ближайшей звезды — достаточно оборудовать свой дом специальными коллекторами.

СОЛНЕЧНЫЙ КОЛЛЕКТОР

НАГРЕЕМ ВОДУ НА СОЛНЦЕ

Конечно, аккумулировать и использовать солнечное тепло для получения теплой воды люди начали задолго до появления современных высокотехнологичных гелиоэнергетических систем. Даже сегодня у многих из нас стоят на дачах неуклюжие, окрашенные черной краской бочки с водой для полива и принятия душа. Однако современные солнечные коллекторы не чета своим незатейливым предшественникам. Изготовленные из материалов с повышенным коэффициентом теплопоглощения, эти устройства эффективно нагревают воду и не требуют ни дорогостоящих расходных материалов, ни сложного сервисного обслуживания. Большинство представленных на российском рынке солнечных коллекторов можно разделить на два типа: плоскопанельные и вакуумные (трубчатые).

ПЛОСКОПАНЕЛЬНЫЕ ПРИБОРЫ

Простота и надежность конструкции, относительно демократичная цена (35-40тыс. руб. за модель площадью около 2 кв. м) и долговечность сделали устройства данного типа одними из самых распространенных и востребованных на рынке систем солнечного нагрева воды.

Ключевым узлом плоского коллектора является абсорбер — медная пластина с приваренной к ней трубкой-меандром, по которой циркулирует теплоноситель. Покрытие абсорбера обладает уникальными селективными (избирательные) свойствами: оно отлично пропускает инфракрасное излучение внутрь коллектора и почти полностью блокирует его обратный выход в окружающую среду, то есть потери накопленного тепла получаются минимальными.

С внешней, обращенной к свету, стороны абсорбер покрыт закаленным солярным стеклом с пониженным содержанием железа и высоким коэффициентом прозрачности. Оно обладает свойством самоочищения: весь органический налет выжигается ультрафиолетовым излучением, а оставшийся осадок смывается дождем. Напыление из диоксида титана исключает появление разводов и пятен, что также помогает избежать дополнительных потерь солнечной энергии. Вся конструкция размещена в герметичном алюминиевом корпусе, заполненном аргоном и изолированном слоем минеральной ваты со стороны здания.

Принцип работы коллектора этого типа предельно прост: солнечные лучи разогревают абсорбер, а циркулирующий по трубам теплоноситель-антифриз передает тепло в аккумулирующий бак с водой (обычно он располагается в котельной или санузле дома).

Главный недостаток плоскопанельных коллекторов — не слишком высокий КПД (до 50 %) и зависимость количества вырабатываемого тепла от времени суток. Кроме того, нередко панели подобных солярных систем характеризуются избыточной парусностью: при недостаточно прочном креплении их может сорвать порыв сильного ветра.

ПОЛЕЗНО ЗНАТЬ

Эффективность и суммарное количество тепла, вырабатываемого солнечным коллектором, во многом зависят от места его установки, а также от угла наклона. Плоскопанельные коллекторы, эксплуатируемые в широтах с умеренным климатом, рекомендуют располагать с южной стороны дома под углом 45° к линии горизонта. Как правило, для этого используют кровельные скаты. Трубчатые коллекторы из-за особенности их конструкции допустимо устанавливать практически в любом положении: горизонтально на поверхности плоской крыши, вертикально на стене дома или же под углом на скате кровли.

ВАКУУМНЫЕ КОЛЛЕКТОРЫ

Их главные узлы — герметично запаянные цилиндры из боросиликатного черненого стекла, внутри каждого из которых находится по медной трубке-абсорберу с циркулирующим теплоносителем. Разогреваясь под воздействием солнечных лучей, последний передает энергию теплообменнику, а тот нагревает воду. Вакуум в стеклянных цилиндрах выполняет функцию теплоизолятора, сводя к минимуму потери полезной энергии, а зеркальное покрытие их внутренней поверхности фокусирует солнечные лучи на абсорбере. Стандартный модуль коллектора может состоять из 10, 20, 30 трубок, между которыми предусмотрен монтажный зазор4-5см: это снижает общую парусность конструкции, а также позволяет деталям быстрее очищаться от наледи и снега.

Трубчатые модели лишены недостатков плоскопанельных устройств. Благодаря округлой форме нагревательных элементов коллектор начинает вырабатывать тепло с первыми лучами солнца, не дожидаясь момента, когда светило окажется в зените. Такие коллекторы способны нагревать воду даже в пасмурную погоду и при минусовой температуре. Их КПД может составлять до 90-95%, и в среднем они вырабатывают тепла на 40-50 % больше, чем плоские. Единственный их минус — высокая стоимость (90-100тыс. руб.).

НА ЗАМЕТКУ

Солнечный коллектор не является автономным устройством. Фактически он лишь источник тепловой энергии для водонагревательной системы. Помимо самого коллектора в нее входят накопительный бак с бойлером, насосная станция для перекачки воды между баком и теплообменником коллектора, контроллер управления для запуска всего комплекса и регулировки температуры, водопроводные трубы, а также крепежно-опорная фурнитура. Набор может быть расширен за счет подключения настенного газового котла для экстренного нагрева воды. Предпочтительно приобретать все модули водонагревательной и отопительной системы у одной и той же компании-производителя: это обеспечит их полную взаимную согласованность.

По материалам журнала “Oбуcтpoйcтвo и peмoнт”