Солнечные коллекторы для отопления дома как эко-источник энергии

Что собой представляет солнечный коллектор и принцип его действия

Солнечный тепловой коллектор является техническим устройством, которое способно преобразовывать солнечную энергию в тепловую. Его применяют для получения горячей воды, которая в дальнейшем может быть использована для различных нужд. Главное отличие солнечных коллекторов от других вариантов аналогичной техники заключается в принципе изменения во время нагрева плотности воды. Холодные массы вытесняют наверх нагретый водяной поток, благодаря чему нет необходимости в использовании дополнительного насосного оборудования.

Схема принципа работы солнечного теплового коллектора

Принцип работы устройства состоит в следующем. Солнечная энергия абсорбируется в приемном устройстве, в качестве которого можно использовать медные или стеклянные поверхности темного или черного цвета. Такие материалы характеризуются хорошей способностью поглощения энергии.

Солнечные нагреватели воды удобно располагать на крыше, где много места и куда попадает максимальное количество солнечного света. Здесь такие устройства не занимают полезное пространство и никому не мешают. Далее тепло из накопителя переносится в бак с теплоносителем. Это может быть вода, антифриз или другая жидкость, которая используется в системе отопления.

В большинстве случаев применяется смесь, состоящая из 40% гликоля и 60% дистиллированной воды. Теплоноситель, который нагревается до определенной температуры, подается к радиаторам посредством системы трубопроводов.

Направление движения воды в системе может меняться благодаря смесителю. Остывшая и теплая вода постоянно сменяют друг друга. Такая естественная циркуляция происходит благодаря расширению теплой воды, которая поднимается, вытесняя холодную в нагревательный бак.

Солнечный коллектор – это устройство для преобразования солнечной энергии в тепловую

Эта система отопления должна быть оснащена теплоизоляционным слоем толщиной не менее 25-30 см, что обеспечит ее эффективную и стабильную работу. В качестве накопительной емкости для теплоносителя лучше использовать резервуар прямоугольной формы. Здесь может быть расположен дублирующий нагревательный элемент. Он будет автоматически включаться в работу, когда создаются погодные условия, которые не способствуют нагреву теплоносителя до необходимой температуры.

Типы отопительных солнечных коллекторов для дома

Современная промышленность освоила выпуск различных типов солнечных отопительных коллекторов. Для того, чтобы понять, какой из них может подойти для монтажа системы домашнего отопления или горячего контура водоснабжения в вашем доме – необходимо ознакомиться с их разновидностями. Основных типов насчитывается два: плоские и вакуумные, менее широко распространены воздушные коллекторы.

Плоский светопоглощающий

Плоский отопительный солнечный коллектор представляет собой тонкую коробку, внутри которой находится особое вещество, активно аккумулирующее, адсорбирующее тепло. Сверху коробка закрыта стеклом, которое пропускает солнечные лучи. Внутри адсорбирующего слоя, собирающего тепло расположена система трубопроводов, внутри которых перемещается теплоносителя. В качестве теплоносителя в таких системах, как правило используется пропилен-гликоль.

плоский коллектор в разрезе

Вакуумный

Внутри вакуумного отопительного коллектора на месте единственной плоской коробки находятся полые стеклянные или кварцевые трубки, из которых откачан воздух, то есть создан вакуум. А вот уже внутри таких полых трубок располагаются трубки с веществом, адсорбирующем солнечную тепловую энергию. Соответственно трубопроводы с теплоносителем находятся внутри трубок с адсорбером. Солнечные лучи легко проникают сквозь вакуум в промежутке между трубами и нагревают теплоноситель. Однако этот же вакуум препятствует обратной утечки тепловой энергии из адсорбера в окружающее пространство, выступая в роли теплоизолятора.

вакуумный коллектор

Воздушный

Как уже понятно из названия – такие устройства не имеют теплоизолирующего вакуумного слоя. Следовательно КПД их действия будет ниже, чем у вакуумных коллекторов. Такие устройства рекомендуется устанавливать в местности с большим количеством солнечных дней. Более того, в таких коллекторах теплоносителем является обычный воздух. Он переносится в отапливаемое помещение вентилятором или естественной конвекцией. Работа вентилятора при перемещении воздушных потоков также требует отдельного источника питания Это дополнительная причина того, что данная система имеет более низкий КПД, чем плоские или вакуумные коллекторы. Конечно же, ни о каком горячем водоснабжении в такой конструкции не может быть и речи.

Что такое солнечные коллекторы

Данные приборы также называют гелиосистемами. Они предназначаются для аккумулирования энергии Солнца, используемой для подогрева воды. Применение солнечных коллекторов предоставляет возможность получения дополнительного обогрева. В результате их обладатели имеют горячее водоснабжение и теплоснабжение.

Солнечные коллекторы для отопления являются несложными установками, которые для нагрева воды задействуют видимый свет, и ИК излучение от небесного светила. Принцип их функционирования основан на поглощении тепловой энергии поверхностью, имеющей низкую отражающую способность.

Отличаются коллекторы от фотоэлектрических солнечных батарей более высокой эффективностью. Дело в том, что фотоэлектрические элементы способны преобразовать в электричество всего 15% энергии Солнца, а коллекторы утилизируют около 80%.

Главной проблемой, которая препятствует их использованию в качестве главного источника тепловой энергии для жилья, является непостоянная мощность данных устройств, что объясняется:

1. Суточными изменениями степени освещенности, ведь в ночное время выработка тепловой энергии снижается до нулевой отметки. Кроме этого, для поддержания плюсовой температуры жидкости, перемещающейся через коллектор, нужны дополнительные затраты тепла.
2. Различными погодными условиями. Если наблюдается плотная облачность, тепловая производительность устройств понижается.

В холодные месяцы, когда наступает отопительный сезон, погода в основном пасмурная. Даже в ясные дни зимой солнечный коллектор вырабатывает тепла меньше примерно на четверть, что объясняется изменением угла падения солнечного света.

«Плоские» модели солнечных коллекторов

Они функционируют на основе парникового эффекта. Такой гелиоколлектор состоит из 3-х основных частей – поглощающего солнечные лучи элемента (абсорбера), теплоизолятора и прозрачного покрытия. Излучение светила свободно проникает внутрь устройства и там аккумулируется. Теплоноситель, который циркулирует по системе и проходит через коллектор, нагревается за счет накопленной тепловой энергии. В статическом режиме (без водоразбора) панель может нагреть жидкость до +200 0С.

Плюсы:

• Простая конструкция.
• Дешевле вакуумных моделей.

Минусы:

• По КПД им значительно уступают.
• Большая зависимость от освещенности.
• При отрицательных температурах эффективность резко падает.
• Ограничение в использовании. Более подходят для южных регионов, а в средних широтах и севернее – малоэффективны.

Разброс цен настолько большой, что имеет смысл остановиться только на отдельных примерах.

• Коллектор 1,84 м2 (Чехия) обойдется в 5 150 рублей. Это с учетом стоимости всех комплектующих для установки. Такая же модель на 3,6 м2 – 8 250 рублей.
• Немецкий «Logasol» вертикального монтажа – 29 340 рублей (2 026 х 1 032). Изделие с габаритами 2 070 х 1 145 стоит уже 43 000 рублей.

Остается добавить, что окупаемость таких устройств – не более 5 лет. А если учесть гарантированный эксплуатационный период (до 30 лет), то становится понятно, сколько можно пользоваться тепловой энергией абсолютно бесплатно.

Выводы

1. Более высокая стоимость обустройства коллекторных конструкций – кажущаяся. По оценкам специалистов, затраты на все соответствующие мероприятия вполне сопоставимы с расходами на монтаж автономных систем, работающих на традиционных видах топлива, например газовых котлов.
2. Эффективность работы схемы обеспечивается не в последнюю очередь качеством теплоизоляции магистрали, и это нужно иметь в виду.
3. Если учитывать цены на основные энергоносители (газ, твердые или жидкие виды топлива, то же электричество), то экономия получается весьма существенная, особенно для частного дома, на приусадебном участке которого расположено несколько строений. Нужно понимать, что гелиоколлектор может работать круглый год, главное, чтобы солнце не было закрыто тучами. Причем он аккумулирует излучение не только в том спектре, который для нас видимый. Так что целесообразность монтажа такой конструкции очевидна. Конечно, многое определяется и потребностями конкретного дома. Но даже если панель (или сборка) и не заменит полностью обычные системы, то экономию даст значительную. Кроме того, это и неплохой аварийный вариант (запасной источник энергии).
4. Солнечные коллекторы можно использовать в любой точке планеты, независимо от особенностей климата. Главное – выбрать оптимальную модель и правильно спроектировать схему. В нашей стране целесообразно монтировать вакуумные солнечные коллекторы. Плоские рекомендовано использовать только в южных регионах.

Система без давления и под давлением

Покупая солнечный коллектор для дома, дачи, базы отдыха или другого объекта, придется выбирать между системами без давления и под давлением.

Оптимальный вариант для дачи

Если вам нужно купить недорогой солнечный коллектор для нагрева воды на даче, для бани, кемпинга и пр., можно рассмотреть модель без давления. Это – самый простой вариант по относительно невысокой цене.

Вода здесь подается к крану (душу) самотеком. Ее нагрев в системах без давления осуществляется непосредственно в трубках. Они сообщаются с накопительным резервуаром, образуя цельную систему. Циркуляция воды происходит за счет нагрева и температурного расширения.

Практика показывает, что такие коллекторы эффективны при температуре окружающего воздуха до -5oC. Для сезонных нужд дачи этого вполне достаточно.

На зиму солнечные коллекторы без давления консервируются. Делается это довольно просто – сливается вода, а ее остатки выпариваются естественным способом, под воздействием солнечных лучей.

Солнечный коллектор для отопления дома и горячего водоснабжения

Если же вам нужен солнечный коллектор не только для подогрева воды, но и для отопления, следует рассмотреть систему под давлением (пример – «Универсал»). Такие установки способны эффективно работать при температуре окружающего воздуха до -40 oC (что даже в центральной полосе РФ – редкость).

Принцип работы таких систем практически аналогичен предыдущим. Но нагрев воды происходит не в колбах, а в накопительном резервуаре. В качестве теплоносителя используется специальная жидкость, которая циркулирует по системе. Она находится внутри медной тепловой трубки (Heat Pipe), которая отделена от внешнего слоя колбы вакуумной камерой. Как известно, вакуум – лучший проводник тепла, за счет чего обеспечивается высокая интенсивность нагрева теплоносителя. Нагретая рабочая жидкость (теплоноситель) отдает тепло воде через рабочий контур.

Используемая в системах под давлением жидкость абсолютно безопасна для окружающей среды и человека: можете не бояться каких-то последствий в случае повреждения трубки. Давление в системе создается и поддерживается от водопроводной сети, либо при помощи собственного компрессора.

Управление такими установками осуществляется при помощи контроллера. Он следит за степенью нагрева воды, давлением в системе и другими параметрами. Все автоматизировано, и вам не нужно предпринимать никаких дополнительных действий.

Спектральный состав солнечной радиации

На интервал длин волн между 0,1 и 4 мк приходится 99% всей энергии солнечной радиации. Всего 1% остается на радиацию с меньшими и большими длинами волн, вплоть до рентгеновых лучей и радиоволн. Видимый свет занимает узкий интервал длин волн, всего от 0,40 до 0,75 мк. Однако в этом интервале заключается почти половина всей солнечной лучистой энергии (46%). Почти столько же (47%) приходится на инфракрасные лучи, а остальные 7% — на ультрафиолетовые. В метеорологии принято выделять коротковолновую и длинноволновую радиацию. Коротковолновой называют радиацию в диапазоне длин волн от 0,1 до 4 мк. Она включает, кроме видимого света, еще ближайшую к нему по длинам волн ультрафиолетовую и инфракрасную радиацию. Солнечная радиация на 99% является такой коротковолновой радиацией. К длинноволновой радиации относят радиацию земной поверхности и атмосферы с длинами волн от 4 до 100-120 мк. Интенсивность прямой солнечной радиации

Радиацию, приходящую к земной поверхности непосредственно от солнечного диска, называют прямой солнечной радиацией, в отличие от радиации, рассеянной в атмосфере. Солнечная радиация распространяется от Солнца по всем направлениям. Но расстояние от Земли до Солнца так велико, что прямая радиация падает на любую поверхность на Земле в виде пучка параллельных лучей, исходящего как бы из бесконечности. Даже Земной шар в целом так мал в сравнении с расстоянием от Солнца, что всю солнечную радиацию, падающую на него, без заметной погрешности можно считать пучком параллельных лучей.

Приток прямой солнечной радиации на земную поверхность или на любой вышележащий уровень в атмосфере характеризуется интенсивностью радиации I

, т. е. количеством лучистой энергии, поступающим за единицу времени (одну минуту) на единицу площади (один квадратный сантиметр), перпендикулярной к солнечным лучам.

Рис. 1. Приток солнечной радиации на поверхность, перпендикулярную к лучам (АВ

), и на горизонтальную поверхность (АС ).

Легко понять, что единица площади, расположенной перпендикулярно к солнечным лучам, получит максимально возможное в данных условиях количество радиации. На единицу горизонтальной площади придется меньшее количество лучистой энергии:

I’ = I sinh

где h

— высота солнца (рис. 1).

Все виды энергии взаимно эквивалентны. Поэтому лучистую энергию можно выразить в единицах любого вида энергии, например в тепловых или механических. Естественно выражать ее в тепловых единицах, потому что измерительные приборы основаны на тепловом действии радиации: лучистая энергия, почти полностью поглощаемая в приборе, переходит в тепло, которое и измеряется. Таким образом, интенсивность прямой солнечной радиации будет выражаться в калориях на квадратный сантиметр в минуту (кал/см2мин).

Свойства

Общими свойствами, вне зависимости от конструкции, для всех типов вакуумных трубок, является наличие свет поглощающего слоя, адсорбера, помещенного в стеклянную трубку из прочного стекла. В зависимости от конструкции, различаются и свойства, свойственные определенному типу трубок.

Вакуумные трубки бывают:

• Простые – используемые в водонагревательных установках с открытым контуром циркуляции. В подобной конструкции теплоноситель циркулирует непосредственно в «теле» стеклянной трубки.
• U-образные – является усовершенствованным вариантом простой конструкции. В тело стеклянной колбы помещен медный канал U-образной формы и теплопоглощающая пластина. Данная конструкция может использоваться в сетях с избыточным давлением и позволяет выполнять ремонт коллектора (замену трубки), без останова работы системы, в которой он работает.

• С тепловым стержнем «HEAT PIPE» — отличается от U-образной конструкции тем, что во внутренне пространство стеклянной колбы помещен медный стержень, внутри которого, в свою очередь, закачана легко кипящая жидкость, хладагент. Свойства и возможность использования аналогичны U-образным конструкциям.

• С увеличенной площадью поглощения («SUPER HEAT PIPE») – является цельной конструкцией, с увеличенной тепловой пластиной. Возможность использования и свойства, аналогичны свойствам выше рассмотренных конструкций.

Поговорим про солнечные коллекторы для отопления дома

Любой владелец частного дома сталкивался с проблемой выбора системы отопления. Особенно данный вопрос актуален для удаленных от городов зон. Экономное отопление теплиц, бытовых помещений также часто вызывает много раздумий. Печи с котлами нагревания, электрические батареи, дровяные камины – распространенные, но не самые выгодные под итоговый расчет варианты. Носители энергии (дерево, уголь, газ, электричество) обходятся дорого. При этом расход ресурсов, особенно для помещений больших площадей, отличается немалым показателем.

В ответ на существующий спрос технический прогресс продвинулся до создания энергетических коллекторов, действующих за счет поглощения солнечного света. Изобретение является довольно молодым, но уже активно используется для нагревания воды, воздушных масс внутри разных теплоносителей. Особенно широко для отопления такой комплект включается в «эко» дома.

Солнечные коллекторы – инновационные системы, постепенно набирающие популярность. Технология относится к дорогостоящим, но при этом предлагает качественный альтернативный способ получения энергии. Некоторые фирмы могут изготовить коллектор или их комплект на заказ в соответствии с нужными размерами, мощностью. Большинство предлагают универсальные экземпляры.

Как установить солнечную систему нагрева воды

Гелиосистема устанавливается на скатной кровле, специальных наклонных площадках или стенах здания. Место для водогрейной установки с солнечными коллекторами выбирается индивидуально с учетом следующих рекомендаций:

• южная сторона здания;
• отсутствие видимых препятствий, загораживающих солнечные лучи: деревьев, близлежащих домов и т.д.;
• место должно быть удобным для дальнейшего обслуживания и ремонта системы.

Перед монтажом и регулировкой трубчатых или панельных водонагревателей определяют оптимальный угол наклона установки. В этом отношении руководствуются следующей формулой:

• для лета — (широта + (широта — 22,5 градуса)) ÷ 2;
• для зимы — (широта + (широта + 22,5 градуса)) ÷ 2.

Угол наклона будет меняться в зависимости от времени года. В связи с этим перед началом зимнего или летнего сезона будет необходимо заново отрегулировать гелиостанцию. Набирает популярность автоматика слежения за солнцем, самостоятельно подстраивающая угол наклона и расположение гелиопанели. В движение конструкцию приводит электромотор, подключенный к бытовой сети на 220 В.

Подключение солнечного коллектора к системе горячего водоснабжения осуществляется следующим образом:

• Установка водонагревателя — коллектор монтируется с помощью специальной рамы, при необходимости меняющей угол наклона. Можно встроить гелиопанель в кровлю или поставить на ровной площадке. Допускается одновременное подключение нескольких модулей в единую сеть, посредством гидравлических переходников. При установке моноблока учитывают, что вес наполненного бака достигает 300 кг. В месте монтажа потребуется укрепить конструкцию крыши.
• БКН — бойлер косвенного нагрева необходим для всесезонных гелиосистем. В баке присутствует отдельный змеевик (располагается внизу) к которому, с помощью труб, подсоединяется солнечный коллектор. Ко второму теплообменнику подключается котел.
• Системы безопасности — в схеме монтажа солнечного водонагревателя трубчатого и панельного типа предусматривается:
  1. Устройство для сброса давления — узел, предназначенный защитить от закипания систему ГВС. Модуль подключен к канализации, через трубопровод. При перегреве теплоносителя срабатывает датчик, сбрасывающий горячую воду. Открывается клапан подпитки. В систему ГВС добавляется холодная вода.
  2. Защитить солнечную систему от закипания можно при помощи шторок, автоматически закрывающих абсорбер при достижении определенной температуры теплоносителя.

  Устройство для сброса давления входит в принципиальную схему монтажа солнечного водонагревателя трубчатого типа. Особенность работы этой гелиосистемы в высокотемпературном режиме нагрева. Вода греется до рекордных 60-80°C и может быстро достигнуть точки кипения. Чтобы не допустить перегрева используют группу безопасности.

• Насосное оборудование — необходимо системам горячего водоснабжения на солнечных коллекторах с принудительным движением теплоносителя. Циркуляционный узел включает: группу безопасности и насос. Оборудование подключается к автоматике солнечного коллектора.

Основные правила техники безопасности при эксплуатации гелиоустановок описаны в СниП III-4-80. Отдельные рекомендации указываются производителями оборудования:

• монтаж на высоте свыше 5 м выполняет персонал, имеющий допуск к высотным работам;
• во время составления проектной документации, производят расчет опорных конструкций с учетом возможных ветровых и других нагрузок.
• для компенсации тепловой нагрузки, расширительный бак выбирается с вместительностью не менее 15% от общего объема теплоносителя.
• используется предохранительный клапан, с пограничным значением не более 3 атм.

Применение правил техники безопасности и рекомендаций по подключению гелиоколлекторов, непременное условие для ввода системы в эксплуатацию. При нарушении условий подключения стабильная работа солнечных водонагревателей не гарантируется.

Это интересно: Как красиво оформить нишу — излагаем подробно

Коллекторы из подручных материалов

Собрать солнечный коллектор для отопления дома своими руками и дешевле и интереснее, ведь изготовить его можно из различных подручных материалов.

Из металлических труб

Этот вариант сборки походит на коллектор Станилова. При сборке солнечного коллектора из медных труб своими руками, из труб варится радиатор и помешается в деревянный короб, проложенный изнутри теплоизоляцией.

Наиболее эффективными будут медные трубы, алюминиевые тоже можно использовать, но их тяжело варить, а вот стальные – наиболее удачный вариант.

Такой самодельный коллектор не должен быть чересчур большим, чтобы его было легко собрать и монтировать. Диаметр труб на солнечные коллектора для сварки радиатора должен быть меньше, чем у труб для ввода и вывода теплоносителя.

Из пластиковых и металлопластиковых труб

Как сделать солнечный коллектор своими руками, имея в домашнем арсенале пластиковые трубы? Они менее эффективны в качестве теплонакопителя, однако в разы дешевле меди и не коррозируют как сталь.

Трубы выкладываются в короб по спирали и закрепляются хомутами. Их можно покрыть черной или селективной краской для большей эффективности.

С укладкой труб можно экспериментировать. Так как трубы плохо гнутся, их можно укладывать не только по спирали, а и зигзагом. Среди преимуществ, пластиковые трубы легко и быстро поддаются пайке.

Из шланга

Чтобы сделать солнечный коллектор для душа своими руками понадобится резиновый шланг. Вода в нем нагревается очень быстро, поэтому его тоже можно использовать в качестве теплообменника. Это самый экономичный вариант при изготовлении коллектора своими руками. Шланг или полиэтиленовая труба укладывается в короб и прикрепляется хомутами.

Так как шланг скручен по спирали, в нем не будет происходить естественная циркуляция воды. Чтобы использовать в данной системе ёмкость для накопления воды, необходимо оснастить её циркуляционным насосом. Если это дачный участок и горячей воды уходит немного, то того её количества, которое буде поступать в трубу, может оказаться достаточно.

Из банок

Теплоносителем солнечного коллектора из алюминиевых банок выступает воздух. Банки соединяются между собой, образуя трубу. Чтобы сделать солнечный коллектор из пивных банок нужно обрезать днище и верх каждой банки, состыковать их между собой и склеить герметиком. Готовые трубы помещаются в деревянный короб и накрываются стеклом.

В основном, воздушный солнечный коллектор из пивных банок используют для устранения сырости в подвале или для обогрева теплицы. В качестве теплонакопителя можно использовать не только пивные банки, а и пластиковые бутылки.

Из холодильника

Солнечные водогрейные панели своими руками можно соорудить из непригодного холодильника или радиатора старого авто. Конденсатор, извлеченный из холодильника, надо хорошо промыть. Горячую воду, полученную таким способом, лучше использовать только для технических целей.

На дно короба расстилается фольга и резиновый коврик, потом на них укладывается конденсатор и закрепляется. Для этого можно применить ремни, хомуты, либо то крепление, которым он был прикреплен в холодильнике. Для создания давления в системе не помешает установить над баком насос или аквакамеру.

Видео                                                                                         

Вы узнаете, как сделать солнечный коллектор своими руками, из следующего видео.

Устройство вакуумного коллектора

Еще один вид водяных солнечных нагревателей изготавливается с применением современных технологий и передовых технических решений, а потому относится к высокой ценовой категории. Таких решений в коллекторе реализовано два:

• тепловая изоляция с помощью вакуума;
• использование энергии парообразования и конденсации вещества, кипящего при низкой температуре.

Идеальный вариант защитить абсорбер для коллектора от тепловых потерь – это заключить его в вакуум. Медная трубка, наполненная хладагентом и покрытая абсорбирующим слоем, помещена внутрь колбы из прочного стекла, воздух из пространства между ними откачан. Концы медной трубки входят в трубу, через которую протекает теплоноситель. Что происходит: хладагент под воздействием солнечных лучей закипает и обращается в пар, он поднимается по трубке вверх и от соприкосновения с теплоносителем сквозь тонкую стенку снова переходит в жидкость. Ниже показана рабочая схема коллектора:

Фокус в том, что в процессе превращения в пар вещество поглощает гораздо больше тепловой энергии, чем при обычном нагреве. Удельная теплота парообразования любой жидкости выше, нежели ее удельная теплоемкость, а потому вакуумные солнечные коллекторы весьма эффективны. Конденсируясь в трубе с проточным теплоносителем, хладагент передает ему всю теплоту, а сам стекает вниз за новой порцией энергии солнца.

Благодаря своему устройству вакуумные нагреватели не боятся низких температур и сохраняют свою работоспособность даже на морозе, а потому могут применяться в северных регионах. Интенсивность нагрева воды в этом случае ниже, чем летом, так как зимой на землю поступает меньше тепла от солнца, часто мешает облачность. Понятно, что изготовить стеклянную колбу с откачанным воздухом в домашних условиях просто нереально.

Виды тепличных коллекторов солнечного обогрева

• вакуумных колб;
• теплопоглощающих панелей;
• коллекторов воздушного типа.

Хотя все перечисленное оборудование работает на тепловой энергии, извлекаемой из солнечных лучей, принцип работы несколько отличается. При выборе следует учитывать: теплоотдачу, время окупаемости, а также возможные дополнительные функции.

Из вакуумных колб

Обогрев теплицы при помощи вакуумного солнечного коллектора можно осуществлять даже в зимнее время года при температуре до –50°С. С учетом того, что гелиосистема не будет работать ночью, вакуумные трубчатые коллекторы способны удовлетворить 15-20% потребностей тепловой энергии.

Теплопоглощающие панели

Внутреннее устройство плоского коллектора отличается от вакуумных колб. В качестве абсорбера выступает металлическая пластина, окрашенная селективной, теплопоглощающей краской. Внизу проходит медный или алюминиевый теплообменник. Тепло, полученное абсорбером от солнечного излучения, аккумулируется и передается в накопительный бак, посредством циркуляции теплоносителя.

Отопление теплицы на панельных солнечных водонагревателях оптимально подходит для теплых широт и регионов с умеренным климатом. Получаемой тепловой энергии достаточно для подогрева воды до температуры 20-40°С. В зимнее время года теплоэффективность гелиопанелей существенно снижается. Работа нагревателей зависит от температуры окружающей среды. При замерзании теплоносителя и в ночное время отопление отключается.

Коллекторы воздушного типа

Воздушный солнечный коллектор для теплицы оптимальное решение. Гелиосистема не нуждается в жидкостном теплоносителе. Электричество для работы вентиляторов извлекается из солнечных батарей (либо от кабельной электросети). Турбины нагнетают разогретые воздушные массы по воздуховодам, разведенным по теплице.

Принцип работы

На сегодняшний момент разработаны различные виды гелиоколлекторов.

Но принцип водонагрева идентичен – все устройства работают по одной разработанной схеме. В хорошую погоду лучи солнца начинают нагревать теплоноситель. Он проходит по тонким изящным трубочкам, попадая в бак с жидкостью. Теплоноситель и трубочки размещаются по всей внутренней поверхности бака. Благодаря такому принципу происходит нагревание жидкости, находящейся в аппарате. Позже нагретую воду разрешено применять на бытовые нужды. Таким образом, можно отапливать помещение, использовать нагретую жидкость для душевых кабин как горячее водоснабжение.

Температуру воды можно контролировать разработанными датчиками. Если произошло слишком сильное охлаждение жидкости, ниже заданного уровня, то автоматически включится специальный резервный подогрев. Солнечный коллектор можно подключить к электрическому или газовому котлу.

Представлена схема работы, подходящая для всех солнечных водонагревателей. Такое устройство отлично подойдет для отопления небольшого частного дома. На сегодняшний момент разработано несколько устройств: плоские, вакуумные и воздушные приспособления. Принцип действия таких устройств очень схож. Происходит нагрев теплоносителя от солнечных лучей с дальнейшей отдачей энергии. Но в работе наблюдается очень много различий.

Видео о различных видах альтернативных источниках отопления