Солнечный коллектор для отопления дома, в чём плюсы подобного обогрева

Солнечный коллектор – техническое сооружение, преобразующее энергию солнечных лучей в тепловую.

Гелиосистемы, основу которых составляют эти устройства, всё чаще можно встретить сегодня в загородных домах.

Источником тепла при установке такой системы в жилье работает природа, а это означает, что затраты на теплоэнергию для комфортной жизни, в некоторых условиях, практически равны нулю.

Особенности солнечного коллектора как прибора для отопления дома

Солнечный коллектор — это устройство, работающее за счёт поглощения солнечного излучения и передачи его энергии с помощью жидкости-теплоносителя.

Конструкция гелиосистемы состоит из следующих элементов:

• Солнечный абсорбер(панель).
• Резервуар-накопитель.
• Узлы подачи и слива воды.
• Регуляторы и датчики.

Принцип работы заключается в улавливании солнечных лучей панелью и преобразование их в теплоэнергию. Накопленная энергия воздействует на жидкость-теплоноситель (воду или антифриз). Теплоноситель поступает к резервуару с водой и отдаёт энергию. Запуск системы осуществляется специальным регулятором.

Проходя по контуру теплообмена — системе труб, нагретая жидкость отдаёт тепло в воздух. И за счёт этого отапливает помещение. В резервуаре-накопителе из-за подаваемого тепла происходит запас горячей воды впрок. За счёт системы теплоизоляции нагретая солнцем вода хранится до того момента, когда её необходимо будет использовать.

Для поддержания нужной температуры воды в резервуаре система снабжается специальными датчиками и насосами для принудительной циркуляции. В более простых вариантах циркуляция происходит за счёт естественного самотёка.

Современные гелиосистемы в настоящее время используются как основные и вспомогательные элементы отопительного оборудования. В качестве главного источника тепла гелиосистема может использоваться исключительно в южных регионах, где солнца достаточно круглый год.

Установка в доме солнечного коллектора позволяет извлечь следующую выгоду:

• Приобретение энергонезависимости.
• Снижение затрат на закупку газа и электричества для отопления и горячего водоснабжения.
• Доступность.
• Долговечность. Срок службы одного коллектора не менее 20-25 лет.
• Отсутствие грязи и отходов.
• Снижение нагрузки на электросеть дома.

У гелиосистем есть и некоторые недостатки:

• Высокая стоимость оборудования. Срок окупаемости системы равен примерно 7-10 годам.
• Зависимость от климатических условий. В некоторых регионах солнечная энергия поступает не регулярно, поэтому система не сможет работать в нужном режиме. В северных регионах КПД солнечного коллектора слишком низкий, и затраты на установку не окупаются.

Виды устройств для обогрева: принципы работы и правила установки

В зависимости от типа абсорбера — солнечной панели, коллекторы делятся на три вида.

Плоский светопоглощающий

Панель этой модели представляет собой плоский алюминиевый ящик с чёрной поверхностью и тепловой изоляцией на нижней части. Поверхность покрыта закалённым стеклом и пропиленгликолем. Он поглощает лучи солнца.

Преимуществом этого вида коллекторов является его низкая стоимость. Недостатком — большая потеря тепла и низкий КПД. Плоский прибор может выйти из строя при понижении температуры воздуха до минус 25 градусов. Эффективность его работы зависит от угла падения солнечных лучей.

Фото 1. Составные части (указаны стрелками) конструкции плоского светопоглощающего солнечного коллектора.

Правила установки

Панель плоского коллектора можно устанавливать на крыше под любым углом, а затем менять его, в зависимости от погоды, для повышения площади поглощения солнечных лучей. Для обеспечения оптимального КПД летом панель устанавливают под углом 55 градусов, зимой — 35 градусов.

Важно! При монтаже нужно учесть, что на панель не должна падать тень от посторонних предметов выше 20 градусов от нижней кромки. При установке нескольких пластин требования по тени также нужно учесть.

Панель закрепляют на кронштейнах или на дополнительно установленных профилях. Один из вариантов установки — вровень со скатом кровли. В этом случае панели крепятся на обрешётку крыши. Стыки между ними и кровельным материалом заделывают герметиком. Этот вариант установки возможен только на скатных крышах с углом не менее 30 градусов.

Монтаж трубок коллектора предусматривает отверстия в крыше. Места нарушения кровли необходимо заделать герметиком. Трубопроводы можно установить на вертикальной стене, тогда сверлить отверстия в крыше не придётся.

Буферная ёмкость и бак косвенного нагрева устанавливают чаще всего рядом с обычным водонагревателем. Все части системы коллектора соединяются между собой магистральным трубопроводом с резьбовым соединением.

Вам также будет интересно:

Вакуумный

Устройство с КПД до 85%. Способен работать в любых климатических условиях при наличии солнечных лучей. Состоит из набора трубок, представляющих собой двойные колбы, которые абсорбируют тепло. Во внутренней колбе находится поглотитель из металла и трубка с жидкостью.

Фото 2. Вакуумный солнечный коллектор, установленный на крыше дома. Устройство состоит из множества трубок.

Между двумя колбами расположено свободное пространство, в котором образуется вакуум. За счёт вакуума производится теплоизоляция внутренней колбы. Существует 2 вида вакуумных коллекторов:

1. Прямоточный — где теплоноситель течёт непосредственно в трубки абсорбера.
2. С тепловой трубкой — образует испарения, которые передают тепло через теплоноситель.

Основной недостаток такого коллектора — высокая стоимость и необходимость монтажа электронасоса для принудительной циркуляции.

Правила монтажа

Соблюдение рекомендаций по установке вакуумного коллектора — залог его правильной и эффективной работы. Нельзя использовать для этого вида гелиосистемы оцинкованные или полимерные трубопроводы. Связано это с тем, что в жаркую погоду вода внутри коллектора может нагреться до 300 градусов. для установки вакуумного коллектора используются исключительно медные или стальные трубки. При монтаже следует придерживаться следующих рекомендаций:

• Угол наклона панели коллектора при установке на крыше должен соответствовать географической широте местности.
• На открытых пространствах коллектор устанавливают рядом с объектом, потребляющим его тепло.
• Угол падения солнца для правильной работы должен составлять 90 градусов.
• Следует полностью исключить возможность затенения.

Добиться правильного наклона панели вакуумного коллектора в течение всего года трудно. Поэтому рекомендуется установка мобильных конструкций, когда угол можно менять по необходимости.

В северных регионах вакуумные коллекторы устанавливают практически вертикально, чтобы использовать зимой свет, отражённый от снега.

В этом случае оптимальный вариант — крепление коллектора на стене дома. Низкое крепление позволяет сократить расстояние между панелью и баком-накопителем, что способствует снижению теплопотерь.

Справка. Дополнительный электрический и газовый подогрев устанавливается после полного монтажа вакуумного коллектора. При этом следует исключить параллельное подключение. Добавочные источники тепла должны работать в автономном режиме, на случай недостатка подогрева при помощи солнечных лучей.

Воздушный

Работает за счёт циркуляции нагретого воздуха, который перемешается по системе с помощью вентилятора или естественным путём. При естественном теплообмене горячий воздух отдав тепло опускается вниз, а нагретый поднимется вверх. Это самая простая конструкция, но её мощности не хватает для обогрева дома в холодное время года. Такие конструкции можно использовать для согревания небольших дачных построек в межсезонье.

Воздушный коллектор состоит из следующих деталей:

• Герметичный корпус для размещения в нём действующих компонентов.
• Поглотитель солнечной энергии — серебряная панель внутри корпуса.
• Внешняя изоляция — закалённое стекло для защиты поглотителя.
• Теплоизолирующий материал.

Преимущество воздушного солнечного коллектора состоит в простоте конструкции и отсутствии риска замерзания жидкости и образования течей. Воздушный коллектор. Кроме обогрева дома, может выполнять функцию снижения влажности в помещении. Недостаток — крайне низкий КПД.

Фото 3. Воздушные солнечные коллекторы, расположенные на стене дома. Такой способ размещения наиболее эффективен.

Правила монтажа

Устанавливают воздушный коллектор только на южной стороне дома. Отклонения в сторону востока или запада не должны превышать 40 градусов. Угол наклона — 35-45 градусов. Вертикальный монтаж воздушного коллектора на стене дома наиболее выгоден, так как увеличивает его КПД.

Со стороны расположения панели в стене делают два отверстия, одно над другим, для забора воздуха и его выхода наружу. В нижнем отверстии закрепляют вентилятор, он будет вытягивать воздух из помещения. Через верхнее отверстие в дом будет поступать нагретый воздух.

Внимание! Длина труб-воздуховодов не должна превышать 5 метров. Если предполагается транспортировка тёплого воздуха на большие расстояния, необходимо установка дополнительного вентилятора. Естественная циркуляция воздуха в этом случае будет невозможна.

Коллектор крепят на стену при помощи дюбелей и подсоединяется к трубам воздуховодов. На выходе из воздухоотвода устанавливают обратный клапан, который будет препятствовать проходу воздуха при неработающем вентиляторе ночью или в пасмурную погоду.

Полезное видео

Посмотрите видео, в котором рассказывается об особенностях отопления и нагрева воды при помощи солнечных коллекторов в зимнее время.

Оцени выгоду перед установкой

Полное обеспечение горячей водой и отоплением с помощью солнечного коллектора возможно только в южных регионах. В северных широтах конструкции могут использоваться только как дополнение к основному отоплению, и это необходимо учитывать, закупая оборудование. В большинстве российских регионов, с их снежными зимами и недостатком солнца гелиосистемы возможно использовать только в весенне-летний период для подогрева воды.

Для отопления это практически бесполезная вещь.

Воздушный солнечный коллектор в частном доме

Комфорт проживания в загородном доме во многом зависит от качества работы инженерных коммуникаций, поддерживающих здоровый микроклимат круглый год. Эффективно решить задачи вентилирования и отопления позволяет воздушный солнечный коллектор в частном доме.
При проектировании вентиляции и отопления для коттеджа, важно не только обеспечить соблюдение гигиенических норм воздуха и поддержание определенной температуры в зимнее время года. Владелец стремится сделать работу инженерных коммуникаций безопасной, энергоэффективной, снизить потребление электричества и других ресурсов. Солнечный коллектор в частном доме позволяет достичь этих целей с минимальными финансовыми расходами.

Он представляет собой полностью автономное оборудование, работающее на восполняемой солнечной энергии. В зависимости от модели, коллекторы отличаются назначением – создание вентиляции или отопления, мощностью, производительностью, стоимостью. Широкое разнообразие устройств позволяет подобрать солнечный коллектор для любого частного дома, вне зависимости от его площади и геометрии.

Воздушный солнечный коллектор для вентиляции в частном доме

Солнечное оборудование решает главные задачи вентиляции в загородном доме:

• устраняет затхлость и не дает воздушным массам застаиваться в комнатах;
• обеспечивает приток свежего воздуха из расчета не менее 30м3/ч на каждого взрослого человека;
• регулирует влажность, не давая образовываться конденсату.

В помещениях устанавливается здоровый и комфортный для человека и домашних животных микроклимат. Вентиляция в частном доме, построенная на использовании воздушных солнечных коллекторов, препятствует росту плесени, чем способствует увеличению срока службы коттеджа.
Принцип работы коллектора следующий: в устройство попадает свежий уличный воздух и нагревается под воздействием солнечных лучей. Затем с помощью вентилятора он нагнетается в помещение, где начинает циркулировать за счет разницы в температуре и давлении.

Отработанные воздушные массы удаляются через вентиляционные шахты и естественные зазоры. Оборудование включается каждый раз, когда на него светит солнце, поэтому обычно монтируется на южной и восточной стороне дома, либо на крыше.
Воздушный солнечный коллектор в частном доме используется для создания централизованной и местной вентиляции в санузлах, на кухне, в бассейне.

Воздушный солнечный коллектор для отопления в частном доме

Проектируя отопление для загородного коттеджа, владелец стремится сделать дом теплым и при этом сократить издержки на покупку и монтаж оборудования. Воздушный солнечный коллектор для отопления в частном доме:

• не требует подключения к ЦТП;
• полностью автономен;
• не потребляет ни электричества, ни другого топлива, благодаря чему во время отопительного сезона не растут счета от энергосбытовых компаний.

С помощью коллектора в осенне-зимний период в доме поддерживается стабильная положительная температура. Комнаты прогреваются быстро за счет циркуляции в них теплого воздуха, разогревающего пол и стены.

Преимущества солнечных коллекторов

Воздушные солнечные коллекторы с успехом применяются для нужд ЖКХ в США, Канаде, России, странах Европы и СНГ. Благодаря своей невысокой стоимости, простому монтажу, отсутствию пусконаладочных работ, они позволяют существенно уменьшить издержки на создание вентиляции и отопления в частных домах. Подходят для использования в удаленных, не электрифицированных населенных пунктах, в поселках с затрудненной поставкой топлива.

Воздушный солнечный коллектор в частном доме экологичен, автономен, прост в эксплуатации. Это современное решение, направленное на создание инженерных коммуникаций с минимальными издержками.

Солнечный коллектор для отопления и горячего водоснабжения дома

Солнечное отопление – возможно ли это?

Согласитесь, наиболее доступный источник тепла для всех людей – это солнце. Оно, правда, часто скрыто тучами или самой Землёй.

Но когда солнце светит его тепло достигает всех и достаётся всем бесплатно. Как же не задействовать? Мысль очень заманчивая. Реально ли это? Реально. Для этого используют коллекторы.

Солнечный коллектор для дома — начальное представление

Коллектор в переводе на русский язык – есть сборщик, изделие или деталь собирающие что-либо в одно место. В нашем случае солнечный коллектор есть изделие собирающее тепло излучаемое солнцем. Это тепло передаётся воздуху либо жидкости кои и поступают в дом, обогревая его и обеспечивая горячее водоснабжение.

По сути, наш теплоприёмник есть специальная поверхность нагреваемая солнцем и помещённая в оболочку, защищающую её от охлаждения воздухом. От этой поверхности греется, уносящий с неё тепло, воздух или жидкий носитель.

Солнечный коллектор для дома – основные категории

От того что именно является переносчиком тепла выделяют два основных вида «сборщиков» — жидкостный и воздушный солнечный коллектор для отопления. У каждого типа свои особенности. О них речь пойдёт на отдельных страницах нашего сайта.

Конструкции рассматриваемых изделий

В наше время существуют 2 основных типа конструкций теплосборщиков реально популярных:

1) плоские

и 2) трубчатые.

Плоский коллектор напоминает большой ящик с прозрачной одной из стенок, через который проникает свет. Воспринимающая его поверхность плоская, отсюда и название.

Трубчатый или вакуумный, если там есть последний, коллектор выглядит как набор отдельных стеклянных трубок, в которых запечатаны и воспринимающие пластины, и каналы с теплоносителем. Вакуум используют для защиты содержимого от охлаждения.

Коллекторы нагревают либо жидкость, либо воздух. Они и поступают в помещение для его обогрева.

Подробнее о разновидностях коллекторов Вы  можете почитать на других страничках нашего сайта. А в каталоге найдёте описание производимого нами воздушного коллектора «Солнцедар».

Выделим основные направления использования солнечных коллекторов

Частный дом: дополнение существующей отопительной системы гелиосистемой.

Солнечные коллектора позволят около 80% экономить на приготовлении горячей воды и практически забыть про отопление в межсезонье.

Бассейны. Вопрос о нагреве воды в бассейне камень преткновения их владельцев. Поддержание комфортной температуры требует солидной оплаты за энергоресурсы. Солнечные водонагреватели с апреля по октябрь нагревают воду в бассейне бесплатно.

Предприятия. Промышленные комплексы. Внедрение солнечных водонагревателей позволит бесплатно подогревать воду для нужд горячего водоснабжения, техническую воду.

Ещё раз отметим, что гелиосистемы «экологически чисты». Их использование позволит сократить сжигание различного топлива (газа, угля) и, соответственно, загрязнение в атмосферы вредными веществами.

 

 

Как сделать солнечный коллектор для дома (дачи) своими руками: устройство, конструкция, использование ( отпление воды), установка, монтаж

Солнечный коллектор представляет собой устройство, с помощью которого энергия солнца преобразуется в тепловую энергию. Коллектор используется для получения горячей воды, обогрева помещений, поддержания необходимой температуры воды в бассейне и т.д. В этой статье я расскажу вам о солнечном коллекторе: что это такое, как его сделать, установить и использовать.

---

В древности люди поклонялись солнцу, считая его божеством. На сегодняшний день люди уже давно научились использовать солнечное тепло: в бочках нагревают воду для летнего душа, шторы на окнах открывают пошире, чтобы в комнате было светлее. Рассмотрим на практике один из вариантов использования солнца — устройство солнечного коллектора.

Коллектор состоит из короба, радиатора из металлических труб, стекла и утеплителя.

Технология сборки коллектора
Для начала сделаем короб для коллектора. С этой целью можно использовать толстую фанеру, дерево или сваренный короб из металла. Учтите, что от размеров короба зависит его емкость: чем больше короб, тем больше воды в нем будет нагреваться.

Расскажем подробно, как сделать из толстой фанеры коллектор следующих размеров: ширина 100 см, высота, 170 см, толщина короба 20 см.

Материалы и инструменты:

• Лобзик
• Шуроповерт
• Саморезы
• Силикон сантехнический
• Трубы водопроводные (металлические, тонкостенные, 16×1.5 мм)
• 2 резьбы на 1 дюйм
• Фанера 12 мм
• Брусок 50×50 мм
• Утеплитель (минеральная вата)
• Лист оцинковки
• Рейки (две рейки длиной 170 см и две — 100 см)
• Стекло толщиной от 10 мм, размеры — 95×165 см.

Порядок работ:

• Для начала раскраиваем фанеру лобзиком. Нам нужно получить лист следующих размеров: ширина — 100 см, высота — 170 см.
• Далее выкраиваем еще два куска с размерами 170×20 см и 100×20 см. Таким образом, у нас получается основа короба.
• По углам самого большого куска размером 100×170 см прикручиваем саморезами четыре куска бруса высотой 19 см. В результате выходит конструкция, напоминающая стол на коротких «ножках».
• Прикручиваем еще четыре куска бруса, соединив «ножки» между собой в замкнутый прямоугольник. Эти куски прикручиваются так, чтобы они плотно лежали на большом листе.

Действуем по следующей схеме:

• Далее укладываем на дно минеральную вату, а на сам утеплитель — лист оцинковки. Лист следует вырезать так, чтобы он помещался внутрь короба, оставляя края бруса свободными. То есть, возвращаясь к схеме, лист оцинковки должен закрывать желтый цвет на рисунке, оставляя свободным коричневый.
• Переходим к трубам. Можно соединить металлические трубы резьбовыми соединениями, но лучше, во избежание подтеканий, сварить их газосваркой. Если у вас нет газосварки, сделайте заказ на проведение работ в ближайшем сварочном цеху. Радиатор должен иметь следующие размеры: ширина — 85 см, высота — 155 см. Расстояние между трубами будет составлять 2-3 см. Конструкция выполняется в форме змеевика, концы которого (входное и выходное отверстия) имеют резьбовое соединение на 1 дюйм и выходят за края короба.
• Красим внутренние стенки бруса, оцинкованный лист и радиатор черной краской.
• Закрываем короб стеклом: на брус наносим силикон и укладываем сверху стекло. Наносим силикон сверху на стекло и открытый брус, прижимаем его деревянными рейками. Концы реек предварительно стоит подрезать под углом 45º для лучшей стыковки.
• Прикручиваем рейки к брусу.

Все, в принципе коллектором можно пользоваться.

Рекомендации по установке и эксплуатации коллектора

Устанавливаем коллектор в таком месте, где он будет постоянно находиться под лучами солнца.

Теперь осталось только подключить к устройству воду и отвести от него линию на потребителя. (Подробное описание технологии врезки можно найти здесь).

В итоге вы будете получать горячую воду из своего коллектора. Для того чтобы увеличить объем получаемой горячей воды, можно соорудить несколько коллекторов и компенсатор. Компенсатором может служить металлическая 200 литровая бочка, размещенная недалеко от коллекторов и надежно теплоизолированная.

Солнечные коллекторы для отопления дома

   Солнечные коллекторы являются на сегодняшний день наиболее эффективными устройствами, использующими энергию солнца. Для примера, коэффициент полезного действия фотоэлектрических панелей составляет всего около 14-18%, тогда как на солнечных коллекторах эффективно используется приблизительно 80-95% поглощенной солнечной энергии.

Рассмотрим, каков принцип действия солнечных коллекторов, какие их виды существуют и для каких целей используются.

Система отопления на основе солнечного коллектора вакуумного типа

Принцип работы солнечных коллекторов

 

Если кратко, то солнечные коллекторы направлены на захват тепловой солнечной энергии, ее концентрацию и последующее направление на человеческие нужды.

Рассмотрим, из чего состоит солнечный коллектор:

• Коллекторная система состоит, собственно, из коллектора, контура для теплообмена и теплового аккумулятора (обычного водяного бака).
• По солнечному коллектору происходит циркуляция теплоносителя (жидкости). В нем теплоноситель нагревается от солнечной энергии. Затем передают добытую энергию посредством теплообменника, вмонтированного в бак-аккумулятор, воде в баке.

Простейшая схема устройства бытовых солнечных коллекторов

• В баке нагретая вода хранится вплоть до ее использования, к примеру, на отопление дома солнечными коллекторами, а также другие хозяйственные нужды. Для более продолжительного сохранения воды в нагретом состоянии, бак должен обладать качественной теплоизоляцией.
• Циркуляция воды в солнечном коллекторе может производиться как естественным, так и принудительным способом.
• В бак-аккумулятор также может быть вмонтирован дублирующий электронагреватель, который при необходимости будет автоматически включаться, чтобы нагреть воду до заданной температуры при устоявшейся пасмурной погоде либо непродолжительном солнцестоянии в зимний период.

Виды солнечных коллекторов

 

Если вы планируете установить в своем доме солнечный коллектор для отопления своими руками, следует для начала определиться с подходящим типом конструкции.

Основных видов солнечных коллекторов существует два – вакуумные и плоские. Также имеется менее используемая альтернатива – воздушные коллекторы.

Особенности солнечных коллекторов различных типов

 

Рассмотрим особенности каждого вида более подробно:

1. Плоский коллектор наиболее схож по принципу действия с выше описанной моделью. Он представляет собой плоскую коробку, закрытую стеклом и содержащую особый слой, абсорбирующий тепло.

Этот слой соединен с трубками, по которым ведется циркуляция теплоносителя, в роли которого, как правило, выступает пропилен-гликоль.

Схема плоского солнечного коллектора

2. Вакуумный коллектор вместо одной коробки, покрытой стеклом, обладает рядом габаритных полых трубок, выполненных из стекла. Внутри них располагаются одна или несколько трубок меньших размеров, содержащих абсорбер тепловой энергии.

Внутренние трубки сообщаются с магистралью теплоносителя, тогда как в пространстве между наружной и внутренними трубками находится вакуум, выступающий в роли теплоизолятора.

Схема вакуумного солнечного коллектора

3. Воздушный солнечный коллектор для отопления применяют реже, поскольку воздух в сравнении с жидкостями хуже проводит тепло, поэтому КПД таких коллекторов обычно ниже.

Такой коллектор (батарея) для отопления дома чаще всего являет собой плоскую конструкцию, в которой воздух, контактируя с поглотителем солнечной энергии, нагревается и естественным образом либо при помощи вентилятора подается в отапливаемое помещение.

Схема воздушного солнечного колектора

При использовании систем с принудительной подачей воздуха потребность в энергии на работу вентилятора понизит эффективность воздушных коллекторов еще больше.

Какой солнечный коллектор лучше выбрать

 

Однозначного ответа на данный вопрос нет, поскольку каждый из них обладает своими преимуществами и недостатками:

• Например, плоские коллекторы считают более прочными и надежными благодаря более простой конструкции, тогда вакуумные солнечные коллекторы для отопления потенциально более хрупки.
• Несмотря на то, что воздушный коллектор обладает меньшим КПД, он более прост в управлении и не боится проблем, связанных с замерзанием теплоносителя и воды.
• Если плоский коллектор выходит из строя, то замене подлежит вся абсорбирующая система. При повреждении коллектора вакуумного типа, необходимо заменить лишь вышедшие из строя трубки.

Отопление солнечными коллекторами зачастую имеет следующую принципиальную схему работы

• Эффективность плоских коллекторов выше при необходимости нагрева воды на 20-40 градусов свыше температуры наружного воздуха, тогда как вакуумные коллекторы эффективней справляются с задачей нагрева до более высоких температур, что весьма актуально, если преимущественно используется солнечный коллектор зимой для отопления.
• Также вакуумные коллекторы вырабатывают больше энергии при пасмурной погоде и меньше ее теряют в зимний период от контактов с холодным окружающим воздухом.
• Если средний срок службы коллекторов составляет около 15-30лет, то этот показатель отдельно для вакуумных систем несколько ниже.

Дополнительные особенности выбора вакуумных коллекторов

 

Необходимо знать, что величины трубок вакуумных коллекторов напрямую влияют на показатель выработки энергии. Так, чем они тоньше и меньше, тем меньше тепловой энергии сможет приносить такая система. Нормальным считается диаметр трубок в 58 мм при длине 1,2-2,1 м.

Кроме того, такие коллекторы могут быть с обычными медными нагревательными трубками, передающими тепло, и с U-образными трубками, образующими миниконтуры передачи тепла в внутри каждой стеклянной трубки. Именно последние считаются наиболее продвинутыми в технологическом плане на сегодняшний день.

U-образная трубка солнечного коллектора

   Мы рассмотрели особенности различных видов солнечных коллекторов отопления и надеемся, что наши рекомендации позволят вам существенно сэкономить на использовании природных теплоносителей.

Смело используйте альтернативные источники энергии, поскольку именно за ними наше будущее.

 

Солнечные водонагревательные панели | Солнечные коллекторы с плоскими пластинами | Плоская панель

Обзор

Солнечная горячая вода — это доступная и эффективная форма чистой возобновляемой энергии, которой может воспользоваться каждый домовладелец в Америке. Используя плоские солнечные коллекторы, вы можете воспользоваться обильной солнечной энергией, чтобы снизить собственные затраты на электроэнергию. Это означает снижение ежемесячных счетов, бесплатную горячую воду для вашего дома и большую энергетическую независимость.

Солнечные плоские коллекторы — это доступное решение для снижения затрат на электроэнергию.Солнечные плоские пластины долговечны, долговечны и экономичны. Коллекторы с плоской пластиной традиционно используются в более теплом и солнечном климате. Для более прохладных, более облачных областей и областей с длинными и холодными зимами вы можете рассмотреть наши солнечные вакуумные трубчатые коллекторы.

Преимущества солнечной системы плоских пластин

Установка плоской солнечной системы водяного отопления для вашего дома может снизить потребление энергии на 40-50%. Чтобы нагреть более 80 галлонов горячей воды в день, достаточно 1 или 2 плоских солнечных батарей — и все это бесплатно.

Многие люди не понимают, сколько энергии уходит только на горячее водоснабжение в вашем доме. Фактически, от 20% до 25% потребления энергии средней семьей приходится только на нагрев воды для таких вещей, как стирка, приготовление пищи, уборка, посуда и душ.

Установка солнечной системы плоских пластин будет означать значительное сокращение — или устранение — этих затрат. Кроме того, наши солнечные системы горячего водоснабжения имеют право на федеральный налоговый кредит в размере 30%, что означает, что 30% установленной стоимости вашей солнечной системы горячего водоснабжения будет возвращено вам при следующей подаче налоговой декларации.Это означает меньшие накладные расходы и более быструю окупаемость вашей солнечной системы водяного отопления.

Есть также много других финансовых стимулов, которые могут быть доступны в вашем районе. Многие штаты, округа и другие населенные пункты предлагают скидки или другие стимулы для продвижения чистой, бесплатной горячей воды от солнечных батарей. Вы можете посетить www.dsireusa.org, чтобы ознакомиться с полным списком поощрений в вашем районе.

Как работает солнечная система с плоскими пластинами

Солнечные плоские водонагревательные системы — это очень простой и не требующий обслуживания способ немедленно снизить ежемесячные затраты на электроэнергию.Обе системы с откачанными трубами и плоские солнечные системы горячего водоснабжения работают аналогичным образом.

В большинстве бытовых солнечных систем горячего водоснабжения, в которых используются плоские пластины, холодная вода (с улицы) течет на дно солнечного резервуара (1) .

Теплоноситель солнечного контура (обычно смесь воды и гликоля) перекачивается к плоскому пластинчатому коллектору (2) .

Эта жидкость проходит через внутреннюю часть солнечного коллектора, где нагревается солнечной энергией. (3) .Коллекторы с плоскими пластинами очень хорошо изолированы, что позволяет им улавливать довольно много солнечного тепла, но при этом очень мало уходит.

Теперь, когда жидкость нагрета солнцем, она перекачивается обратно в резервуар для хранения солнечной энергии, где затем нагревает воду для вашего дома (4) .

Это лишь одна из наиболее распространенных конструкций, используемых в домашних солнечных системах горячего водоснабжения. Доступны и другие конструкции, и их можно использовать в зависимости от вашего конкретного приложения.

Свяжитесь с нами сегодня, чтобы получить дополнительную информацию или найти ближайшего к вам дилера!

Приложения

В среднем американском доме более 25% энергии потребляется за счет нагрева воды. Эта горячая вода часто используется для приготовления пищи, мытья посуды, стирки, душа и уборки. Солнечная система горячего водоснабжения — идеальное решение для снижения постоянно растущих затрат на электроэнергию.

Солнечные плоские коллекторы обычно используются в более теплых климатических условиях. Технология, используемая в плоских солнечных батареях, позволяет им использовать преимущества более высоких наружных температур для увеличения производства горячей воды. Однако в более холодном климате или в регионах с длинными суровыми зимами вы можете рассмотреть наши вакуумные трубчатые коллекторы с солнечной батареей.

Плоские солнечные панели применяются (но не ограничиваются ими) в домах и жилых домах, а также в домах, расположенных в средних и южных районах Соединенных Штатов (к югу от линии Мейсон-Диксон).

Использование солнечной системы горячего водоснабжения может дать вам ряд преимуществ.

Сэкономьте деньги

Используя солнце для нагрева — или предварительного нагрева — горячей воды в вашем доме, вы можете существенно сократить расходы на отопление воды. Во многих солнечных системах горячего водоснабжения клиенты сообщают, что их счета за отопление горячей воды сократились на 80%.

Более 30% счетов за электричество средней американской семьи идет непосредственно на нагрев горячей воды. Это означает, что солнечная система нагрева воды может немедленно снизить ваши счета и будет продолжать делать это в течение десятилетий.

Инвестируйте в лучшую и более чистую окружающую среду

Солнечные водонагревательные системы помогают снизить потребление энергии и, следовательно, уменьшить загрязнение, связанное с производством этой энергии. Снижение традиционного энергопотребления на 50% означает сокращение выбросов CO2 на 50%. Таким образом, установив в доме солнечную систему горячего водоснабжения, вы вдвое уменьшите свой углеродный след.

Это приводит к более чистой окружающей среде и помогает уменьшить нашу зависимость от традиционных, загрязняющих окружающую среду ископаемых видов топлива, таких как уголь и нефть.Вы можете внести свой вклад в лучшее завтра — и при этом сэкономить деньги!

Доступно больше горячей воды

При солнечной системе нагрева горячей воды часто устанавливается солнечный резервуар для работы рядом с существующим резервуаром для горячей воды. Это означает, что у вас будет вдвое больше места для хранения — и в два раза больше горячей воды.

Итак, когда у вас есть гости, посетители или вы хотите надолго полежать в ванне, вы можете сделать это, не увеличивая счет за электроэнергию.У вас будет больше воды и более горячей воды. Горячая вода, которую вы можете использовать, зная, что она нагревается с использованием солнечной энергии без каких-либо затрат.

Пакеты

Solar Panels Plus предлагает полные комплекты солнечного нагрева воды для вашего дома. Предварительно спроектированные и укомплектованные всеми основными компонентами, необходимыми для вашей собственной солнечной системы водяного отопления.

Эти пакеты включают следующее:

Плоский солнечный коллектор

Плоский солнечный коллектор является основным компонентом вашего солнечного водонагревателя.Плоские тарелки бывают разных размеров, и есть несколько вариантов на выбор.

Для небольших систем или семей из 2-3 человек обычно используется набор плоских пластин размером 4 x 8 футов. Для больших семей, более прохладного климата или для более интенсивного использования вместо этого в комплект может быть включена панель большего размера.

Все наши плоские солнечные коллекторы сертифицированы SRCC, что является требованием, позволяющим вам воспользоваться федеральной налоговой скидкой в ​​размере 30%. Это существенно снижает начальную стоимость вашей системы.Эта сертификация также позволяет вам получать другие финансовые стимулы, которые могут быть доступны в вашем штате или местности, например, денежные скидки, гранты, налоговые льготы и многое другое. Полный список льгот, доступных в вашем районе, можно найти на сайте www.dsireusa.org.

Все наши плоские пластины соответствуют требованиям Закона США о закупках, что означает, что ваша покупка возвращается американским производителям. Мы поставляем на рынок только плоские листы высочайшего качества и с лучшими эксплуатационными характеристиками и обеспечиваем на них надежную 10-летнюю гарантию. Это позволит вам наслаждаться комфортной и бесплатной горячей водой на протяжении десятилетий.

Дополнительная информация о наших плоских солнечных коллекторах.

Солнечный резервуар для воды

Солнечный водонагреватель — еще один основной компонент всех солнечных водонагревателей. Бак для воды солнечной батареи содержит теплообменник, который позволяет нагретой жидкости из плоских пластинчатых коллекторов подогревать воду внутри бака.

Размер солнечного накопительного бака рассчитан на количество установленных вами плоских пластинчатых коллекторов.В большинстве солнечных водонагревателей бак на 80 галлонов соединен с 2 плоскими пластинчатыми коллекторами. Однако есть резервуары большего размера для дополнительного хранения или большие семьи.

Многие из наших солнечных резервуаров для воды также имеют дополнительный резервный источник тепла. Это гарантирует, что независимо от погодных условий или наличия солнечного света у вас всегда будет постоянный поток горячей воды.

Дополнительная информация о наших солнечных батареях.

Солнечный насос

Насос — важный компонент любого солнечного водонагревателя.Солнечный насос обеспечивает циркуляцию жидкости через солнечную систему горячего водоснабжения. Доступны различные насосы и насосные станции. Многие из них настраиваются для поддержки меньших или больших систем, более длинных участков трубопровода или более быстрых потоков. Мы всегда помогаем вашему установщику выбрать оптимальный насосный агрегат, чтобы вы могли максимально эффективно использовать солнечную систему горячего водоснабжения.

Солнечная насосная станция имеет ряд других важных компонентов, которые важны для установки и эксплуатации солнечной системы горячего водоснабжения.Например, датчики давления и температуры включают в себя («быстро проверьте давление и температуру в солнечном контуре. Другие элементы, такие как промывочные и наполнительные клапаны, имеют решающее значение для активации вашей солнечной системы горячего водоснабжения.

Солнечный насос и насосные станции всегда работают напрямую с контроллером солнечного коллектора. Скорость насоса и время его включения и выключения всегда контролируется солнечным контроллером. Контроллер солнечной энергии работает напрямую с солнечным насосом, а также контролирует и регулирует насос, чтобы обеспечить максимальную производительность.

Эти насосные станции также имеют множество настраиваемых опций, таких как размер насоса, скорость, различные фитинги и многое другое.

Дополнительная информация о наших солнечных насосах и солнечных насосных станциях.

Солнечный контроллер

Солнечный контроллер — это «мозг» каждой солнечной системы горячего водоснабжения. Контроллер получает информацию от различных датчиков, установленных рядом с вашими плоскими коллекторами и в солнечном резервуаре.

Контроллер солнечной энергии отслеживает наличие тепла — когда солнце падает на солнечную батарею — затем включает насос. Когда солнце садится, помпа отключается. Он также контролирует поток, увеличивая и уменьшая его в зависимости от внешних условий, чтобы обеспечить оптимальное солнечное усиление.

Серия солнечных батарей iSolar упрощает, чем когда-либо прежде, возможность быстро увидеть, что именно делает ваша солнечная система горячего водоснабжения, и контролировать ее прошлую производительность.

Для различных применений доступны различные системы управления солнечными батареями, позволяющие управлять несколькими насосами, регистрировать данные или управлять насосами с переменной скоростью.

Щелкните здесь, чтобы получить дополнительную информацию о наших контроллерах iSolar и солнечных батареях.

Комплекты солнечных батарей и другие компоненты

Есть ряд других компонентов, необходимых для установки вашей солнечной системы водяного отопления. Solar Panels Plus — это тщательно спроектированные предварительно упакованные системы, так что установщик солнечных батарей может быстро и профессионально установить вашу солнечную систему горячего водоснабжения без необходимости искать эти компоненты.

Готовая солнечная водная система от Solar Panels Plus гарантирует более быструю и профессиональную установку. А поскольку ваш установщик тратит меньше времени на фактическую установку, это означает меньшие первоначальные затраты. Кроме того, на наши пакеты дается полная гарантия, чтобы вы были довольны надолго, и наша команда технической поддержки готова ответить на любые вопросы или проблемы, которые могут возникнуть у вас или вашего установщика.

Дополнительная информация о наших солнечных тепловых компонентах.

Солнечный коллектор — Energy Education

Рисунок 1. Солнечный коллектор. ^[1]

A Солнечный коллектор — это устройство, которое собирает и / или концентрирует солнечное излучение от Солнца. Эти устройства в основном используются для активного солнечного нагрева и позволяют нагревать воду для личного пользования. ^[2] Эти коллекторы обычно монтируются на крыше и должны быть очень прочными, поскольку они подвергаются воздействию различных погодных условий. ^[2]

Использование этих солнечных коллекторов представляет собой альтернативу традиционному нагреву воды для бытовых нужд с использованием водонагревателя, потенциально снижая затраты на электроэнергию с течением времени.Как и в домашних условиях, большое количество этих коллекторов можно объединить в массив и использовать для выработки электроэнергии на солнечных тепловых электростанциях.

Типы солнечных коллекторов

Существует много разных типов солнечных коллекторов, но все они сконструированы с учетом одной и той же основной предпосылки. В общем, есть материал, который используется для сбора и фокусировки энергии Солнца и использования ее для нагрева воды. В простейшем из этих устройств используется черный материал, окружающий трубы, по которым течет вода.Черный материал очень хорошо поглощает солнечное излучение и, поскольку материал нагревает воду, он окружает. Это очень простой дизайн, но коллекционеры могут стать очень сложными. Абсорбирующие пластины можно использовать, если нет необходимости в повышении температуры, но обычно устройства, в которых используются отражающие материалы для фокусировки солнечного света, приводят к большему повышению температуры.

Плоские коллекторы

Рисунок 2. Схема плоского солнечного коллектора. ^[3]

Эти коллекторы представляют собой простые металлические коробки с каким-то прозрачным стеклом в качестве крышки поверх темной поглощающей пластины.Боковые стороны и дно коллектора обычно покрываются изоляцией, чтобы минимизировать тепловые потери в другие части коллектора. Солнечное излучение проходит через прозрачное остекление и попадает на пластину поглотителя. ^[4] Эта пластина нагревается, передавая тепло либо воде, либо воздуху, который находится между остеклением и пластиной-поглотителем. Иногда эти абсорбирующие пластины окрашиваются специальными покрытиями, которые лучше поглощают и удерживают тепло, чем традиционная черная краска. Эти пластины обычно делают из металла, который является хорошим проводником — обычно из меди или алюминия. ^[4]

Коллекторы вакуумные

Рисунок 3. Схема вакуумного трубчатого солнечного коллектора. ^[5]

В этом типе солнечных коллекторов используется серия откачанных трубок для нагрева воды. ^[2] В этих трубках используется вакуум, или откачанное пространство, для улавливания солнечной энергии при минимизации потерь тепла в окружающую среду. У них есть внутренняя металлическая трубка, которая действует как пластина поглотителя, которая соединена с тепловой трубкой, чтобы переносить тепло, собираемое от Солнца, к воде.Эта тепловая труба, по сути, представляет собой трубу, в которой жидкое содержимое находится под очень определенным давлением. ^[6] При таком давлении на «горячем» конце трубы находится кипящая жидкость, а на «холодном» конце — конденсирующийся пар. Это позволяет тепловой энергии более эффективно перемещаться от одного конца трубы к другому. Как только тепло от Солнца переходит от горячего конца тепловой трубы к конденсирующему концу, тепловая энергия переносится в воду, которая нагревается для использования. ^[2]

Коллекторы Line Focus

Рисунок 4.Схема солнечного коллектора с линейным фокусом. ^[7]

В этих коллекторах, иногда называемых параболическими желобами, используются материалы с высокой отражающей способностью для сбора и концентрации тепловой энергии от солнечного излучения. ^[8] Эти коллекторы состоят из отражающих секций параболической формы, соединенных в длинный желоб. ^[2] Труба, по которой течет вода, помещается в центре этого желоба, так что солнечный свет, собираемый отражающим материалом, фокусируется на трубе, нагревая ее содержимое.Это коллекторы очень высокой мощности, поэтому они обычно используются для выработки пара для солнечных тепловых электростанций и не используются в жилых помещениях. Эти желоба могут быть чрезвычайно эффективными для выработки тепла от Солнца, особенно те, которые могут поворачиваться, отслеживая Солнце в небе для обеспечения максимального сбора солнечного света. ^[2]

Коллекторы точечного фокуса

Рисунок 5. Точечный солнечный коллектор. ^[9]

Эти коллекторы представляют собой большие параболические тарелки, состоящие из некоторого отражающего материала, которые фокусируют энергию Солнца в одной точке.Тепло от этих коллекторов обычно используется для привода двигателей Стирлинга. ^[2] Хотя они очень эффективны для сбора солнечного света, они должны активно отслеживать Солнце по небу, чтобы иметь какую-либо ценность. Эти тарелки могут работать по отдельности или быть объединены в группу, чтобы собрать еще больше энергии от Солнца. ^[10]

Коллекторы точечной фокусировки и аналогичные устройства также могут использоваться для концентрации солнечной энергии для использования с концентрированной фотоэлектрической системой. В этом случае вместо производства тепла энергия Солнца преобразуется непосредственно в электричество с помощью высокоэффективных фотоэлектрических элементов, специально разработанных для использования концентрированной солнечной энергии.

Для дальнейшего чтения

Для получения дополнительной информации см. Соответствующие страницы ниже:

Список литературы

1. ↑ Wikimedia Commons [Online], Доступно: https://commons.wikimedia.org/wiki/File:Flatplate.png
2. ↑ ^{2,0 2,1 2,2 2,3 2,4 2,5 2,6} Г. Бойль. Возобновляемые источники энергии: энергия для устойчивого будущего , 2-е изд. Оксфорд, Великобритания: Издательство Оксфордского университета, 2004.
3. ↑ Wikimedia Commons. (10 августа 2015 г.). Плоский остекленный коллектор [Интернет]. Доступно: https://upload.wikimedia.org/wikipedia/commons/4/40/Flat_plate_glazed_collector.gif
4. ↑ ^{4.0 4.1} Flasolar. (10 августа 2015 г.). Плоские солнечные коллекторы [Онлайн]. Доступно: http://www.flasolar.com/active_dhw_flat_plate.htm
5. ↑ Wikimedia Commons. (10 августа 2015 г.). Коллектор откачанных труб [Онлайн]. Доступно: https: // upload.wikimedia.org/wikipedia/commons/4/47/Evacuated_tube_collector.gif
6. ↑ RedSun. (10 августа 2015 г.). Коллектор откачанных труб [Онлайн]. Доступно: http://www.redsunin.com/products/evacuated-tube-collector-solar-water-heaters/
7. ↑> Wikimedia Commons. (10 августа 2015 г.). Коллектор линейного фокуса [Онлайн]. Доступно: https://upload.wikimedia.org/wikipedia/commons/thumb/a/ad/Solarpipe-scheme.svg/2000px-Solarpipe-scheme.svg.png
8. ↑ Министерство энергетики США.(10 августа 2015 г.). Солнечный коллектор Line Focus [Интернет]. Доступно: https://www.eeremultimedia.energy.gov/solar/photographs/line_focus_solar_collector
9. ↑ Wikimedia Commons. (10 августа 2015 г.). Солнечный двигатель Стирлинга [Интернет]. Доступно: https://upload.wikimedia.org/wikipedia/commons/5/59/SolarStirlingEngine.jpg
10. ↑ JC Solar Homes. (10 августа 2015 г.). Концентраторы и плоские коллекторы [Интернет]. Доступно: http: //www.jc-solarhomes.ru / COLLECTORS / convertrators_vs_flat_plates.htm

Выбор солнечной водонагревательной системы

БАРРИ Л. БАТЛЕР, PH.D. 15 декабря 2008 г.

Большинство систем прослужат более 40 лет при регулярном обслуживании. Система Heliodyne с плоскими коллекторами.

По мере того, как расходы на коммунальные услуги стремительно растут, разве все мы не хотели бы использовать солнце, чтобы нагревать воду для дома?

Средняя площадь 3. Система солнечных коллекторов площадью 7 квадратных метров обеспечивает 38 галлонов (144 литра) горячей воды ежедневно, что составляет около 60 процентов ежедневных потребностей в воде для семьи из четырех человек. Практически в каждом районе США есть достаточно солнца для солнечного нагрева воды.

Эти системы также извлекают выгоду из того, что я называю «четырьмя E»: они экономят энергию, создают рабочие места на местном уровне, уменьшают ущерб окружающей среде и расширяют возможности энергетической безопасности. — все необходимое для жизни, свободы и стремления к счастью. Более половины ваших затрат на горячее водоснабжение фиксируется с использованием солнечной энергии и не будет расти с ростом цен на электричество, природный газ или мазут.Солнечная энергия не облагается налогом, и, используя меньше природного газа для нагрева воды, мы снижаем спрос и, следовательно, цену на природный газ. Первоначальная стоимость солнечной системы отопления может быть выше, чем у обычной системы, но в долгосрочной перспективе солнечная энергия выигрывает для нашего общества, экономики США и вашего кошелька.

Солнечная водонагревательная система с вакуумными трубками SUNDA. Фото: Alternative Power Enterprises Inc., Риджуэй, штат Колорадо,

Фактически, нагрев воды с помощью солнечной энергии имеет экономический смысл по любым меркам. По сравнению со средней ценой по стране в 1 доллар.84 цента за терм для природного газа, несубсидированная солнечная энергия составляет 1,50 доллара за терм, амортизируемый в течение 35 лет.

Солнечная водонагревательная система, стоимость установки которой составляет 6600 долларов, будет производить около 125 термостатов в год на Юго-Западе, энергия оценивается в 325 долларов — с годовой прибылью на инвестиции в размере 5 процентов без учета льгот.

Для тех, кто пользуется 30-процентной федеральной налоговой льготой в размере 1980 долларов, стоимость одного термостата составляет всего 1,05 доллара, а годовая рентабельность инвестиций — 7 процентов.

Основные элементы солнечной водонагревательной системы

Федеральный налоговый кредит на солнечное водонагревание ограничен 2000 долларами для жилых помещений. Для системы, заменяющей электрический водонагреватель, экономия затрат составляет 372 доллара в год, исходя из средней розничной стоимости электроэнергии по стране в размере 10,97 цента за киловатт-час, что обеспечивает рентабельность инвестиций 5,7% без федеральных налоговых льгот или 7,6% прибыли с учетом федеральные налоговые льготы.

Положитесь на авторитетного местного дилера / установщика за советом о том, какие системы и коллекторы лучше всего работают в вашем регионе.

Здесь мы исследуем основные типы солнечных водонагревательных систем и тепловых коллекторов, как найти наилучшее соответствие для вашего местоположения и что искать в системе и установщике.

Какие типы систем я могу выбрать?

Солнечная система нагрева воды использует солнечный коллектор для нагрева рабочей жидкости, которая передает солнечное тепло резервуару для воды.

Домашние жители используют воду из резервуара для хранения, чтобы купаться, мыть посуду и стирать одежду. Около 37 процентов солнечного тепла попадает в краны с горячей водой. Остальное теряется в воздухе, окружающем коллектор, трубопроводы и резервуар для хранения воды.

Эта эффективность превосходна по сравнению с бытовыми солнечными системами выработки электроэнергии, которые могут вырабатывать только 12 процентов солнечной энергии.

Солнечная водонагревательная система площадью 40 квадратных футов вырабатывает около 1400 ватт тепловой энергии примерно в течение восьми часов в день. Этого, как уже упоминалось, достаточно, чтобы удовлетворить около 60 процентов потребностей семьи из четырех человек в отоплении.

Наиболее распространенными типами являются системы с открытым контуром, которые напрямую нагревают воду, которая используется в доме, и системы с обратной связью, которые нагревают жидкость, которая затем нагревает воду, используемую в доме. Наиболее распространенными рабочими жидкостями являются вода и смеси вода / антифриз.

Система Thermosiphon

В системах нельзя использовать насосы, один или два насоса. Система состоит из набора солнечных панелей для улавливания солнечного тепла, транспортной жидкости для переноса тепла от солнечного коллектора в резервуар для хранения и средств для перемещения нагретой жидкости через систему. Общие типы систем показаны в приблизительном порядке стоимости от наименьшей к наибольшей, при условии, что во всех системах используются солнечные коллекторы с одинарным остеклением с селективным поглотителем.

Все производители солнечных батарей должны представить свои солнечные системы в Solar Rating and Certification Corp.для рейтингов производительности и списков, чтобы системы имели право на получение федеральных налоговых льгот. Рейтинги SRCC Operation Guideline-300 позволяют потребителям и установщикам сравнивать, сколько тепла или киловатт-часов солнечная система будет производить в год при любом климате.

Системы подразделяются на рабочую жидкость коллектора, средства циркуляции и давление в системе.

Интегрированная система термосифона коллектора и накопительного бака

Каждый тип системы был разработан для определенного рынка и климатической зоны.Некоторые из систем, указанных в этой таблице, больше не производятся и не продаются в Соединенных Штатах, например, открытый дренажный контур (4) и перколяторный насос Copper Cricket, хотя они продолжают использоваться. Все остальные типы хорошо работают в своих конкретных приложениях.

Зная преимущества каждого типа системы и спросив своего установщика о том, какие системы предпочтительны в вашем регионе, вы сможете выбрать лучшую систему для ваших нужд. На схемах показаны основные элементы наиболее распространенных типов систем (детали могут отличаться).Давайте посмотрим на плюсы и минусы каждого типа.

В системе хранения со встроенным коллектором (схема 1) давление городской воды управляет системой. При открытии крана горячей воды предварительно нагретая вода из солнечного коллектора поступает в накопительный бак для окончательного нагрева, а затем в дом. В системе нет насоса, поэтому тепловая масса воды является единственной защитой от замерзания.

Активная дренажная система с открытым контуром

Термосифонная система (2) также находится под давлением городской водопроводной сети, но здесь холодная вода оседает на дно солнечного коллектора, а при нагревании поднимается к верхнему краю солнечного коллектора. коллектор, а затем в бак с горячей водой.В системе нет насоса. Защита от замерзания зависит от термостатического клапана типа Dole, который автоматически позволяет теплой воде медленно течь через коллекторы и на крышу в периоды замерзания.

Встроенный коллектор с накопительным баком, установленным над коллекторами (3). обычно используется там, где не происходит сильного замораживания. В дополнение к конфигурации термосифона, показанной на схеме 3, где водяной термосифон под давлением проходит через солнечный коллектор, существуют также системы тепловых труб с вакуумными трубками.В этой конфигурации в тепловых трубках используется устойчивая к замерзанию водно-спиртовая смесь, при этом верхняя часть тепловой трубки вставляется непосредственно в накопительный бак. В обоих случаях электрический нагревательный элемент в накопительном баке предотвращает замерзание. Однако резервуар для хранения на 60 галлонов (227 литров) воды весит более 600 фунтов (272 кг), поэтому крыша должна быть достаточно прочной, чтобы выдержать систему весом более 700 фунтов.

Активная обратная дренажная система с замкнутым контуром

Активные дренажные системы с разомкнутым контуром (4) сегодня необычны.Компания Heliotrope Corp. продала многие из этих систем в 1970-х годах, но закрыла свои двери, когда низкие продажи и пожар на ее заводе сделали бизнес убыточным.

Многие из этих ранних систем все еще используются. ACR Solar International разработала вариант, в котором городская вода используется таким же образом, но без дренажного клапана. Когда система определяет условия замерзания, в этой системе используется клапан защиты от замерзания типа Dole, который направляет нагретую воду из резервуара в коллекторы. Он также намеренно проливает воду на крышу во время замерзания.

Благодаря своей надежности и невысокой стоимости активные системы с обратной связью с обратной связью (5) широко используются там, где требуется умеренная защита от замерзания. Среди систем, которые могут выдерживать условия замерзания, они относительно недороги, поскольку в них используется вода в коллекторном контуре и одностенный теплообменник в резервуаре для хранения. Чаще всего они встречаются там, где не происходит сильных заморозков, как во Флориде. Они осушают коллектор в нерабочие часы или при обнаружении замерзания.

Замкнутый контур высокого давления

Замкнутый контур высокого давления, заполненный антифризом, коллекторные контуры (6) — еще один распространенный вариант.Они широко используются на Тихоокеанском Северо-западе и в других регионах с умеренной и сильной морозостойкостью.

Схема 6 показывает систему с двумя баками, но во многих системах используется один бак. Поскольку антифриз в коллекторном контуре может быть нетоксичным пропиленгликолем или токсичным этиленгликолем, теплообменник должен иметь двойные стенки, что делает систему более дорогой.

Расширительный баллон, в котором с одной стороны находится давление воздуха, а с другой — жидкость, позволяющая теплоносителю расширяться при нагревании и сжиматься при охлаждении, при этом давление остается на уровне примерно 25 фунтов на квадратный дюйм (давление наддува).Клапан сброса давления на 75 фунтов на квадратный дюйм предотвращает избыточное давление, но может позволить антифризу достичь 360 ° F (182 ° C) и вызвать подкисление, которое разъедает солнечные коллекторы. PH антифриза необходимо измерять каждые несколько лет, чтобы поддерживать нормальный уровень 8,6. Антифриз необходимо заменить, если уровень pH ниже 7,0.

Замкнутый контур высокого давления, 75 фунт / кв. Дюйм, внешний теплообменник-термосифон

В замкнутой системе высокого давления с внешним теплообменником-термосифоном (7) используется теплообменник с двойными стенками за пределами резервуара, со стороны резервуара поток теплообменника приводится в движение тепловой конвекцией.

Это позволяет избежать затрат на насос, но тепловая конвекция не передает тепло так же хорошо, как внешний теплообменник с двумя насосами, показанный на схеме 10.

Чтобы получить хороший термический сифон на стороне резервуара теплообменника, теплообменник должен быть расположен низко рядом или под резервуаром.

Эти системы сегодня менее распространены, но широко доступны.

Замкнутые системы низкого давления (8) , новые на рынке и быстро набирающие популярность, по принципу действия аналогичны типу 6 с одним существенным отличием: добавлена ​​положительная защита от перегрева антифриза.

Узел герметизирующая крышка-перелив радиатора поддерживает температуру антифриза ниже 250 ° F (18 ° C). значительно снижает вероятность подкисления.

Замкнутый контур низкого давления, 16 фунтов на кв. Дюйм, встроенный теплообменник

Эта система заменяет расширительный бачок баллона системой рекуперации перелива, аналогичной той, что используется в автомобилях. (Полное раскрытие информации: это тип системы, который производит моя компания.)

Замкнутая система внутреннего теплообменника низкого давления (9) аналогична типу 7, но преодолевает ограничения конвекции последнего на стороне резервуара двустенного теплообменника.

Поскольку теплообменник погружен в резервуар, сохраняется нормальная конвекция и расслоение резервуара.

На схеме 9 показана система с узлом герметизирующая крышка-радиатор-перелив, но ее можно сделать системой высокого давления с использованием расширительного бака с мембраной, аналогичного типу (6).

Замкнутый контур низкого давления, 16 фунтов на квадратный дюйм, внутренний «ввинчиваемый» теплообменник

В этой системе используется один насос с фотоэлектрическим приводом и существующий бак, поэтому она относительно недорогая среди вариантов, которые могут выдерживать условия сильного замораживания.

Доступные с 2002 года, эти системы все еще новы на рынке.

Схема 9a показывает общую альтернативную конфигурацию .

(Опять же, для полного раскрытия информации, моя компания производит системы этого типа.)

Замкнутые системы низкого давления с внешним теплообменником (10) популярны в условиях сильной заморозки. Поскольку и коллекторный контур, и сторона бака двустенного теплообменника являются перекачиваемыми, системы достаточно эффективны. На схеме 10 показана система с узлом перепускной колпачок-радиатор, но чаще она встречается с расширительным баком, облицованным баллоном.

Какие у меня варианты солнечного коллектора?

Солнечные водонагревательные системы используют любой из нескольких типов тепловых коллекторов: вакуумные трубки с селективным поглотителем, плоские коллекторы с одинарным и двойным остеклением и окрашенные в черный цвет коллекторы с одинарным остеклением.

Выбор солнечного коллектора зависит от того, где вы живете. Если вы живете на северо-востоке или западе, где небо облачно, вы можете выбрать высокопроизводительные солнечные коллекторы с вакуумными трубами. Как правило, они стоят дороже, чем другие варианты, но при этом теряют меньше тепла в окружающую среду.

Внешнее покрытие

Если вы живете на юге, плоские застекленные солнечные коллекторы будут стоить меньше, а поскольку климат теплый, допустимы небольшие потери тепла. Опять же, ваш установщик может посоветовать, какие коллекторы лучше всего подходят для вашего климата. Или посетите веб-сайт SRCC по адресу solar-rating.org, чтобы узнать, как работают различные солнечные коллекторы в вашем регионе.

Как выбрать?

Чтобы выбрать подходящую систему для ваших нужд, сузьте диапазон, задав несколько вопросов.

Сначала подумайте, где вы живете. Есть ли там условия сильного замораживания? Если да, то вам нужна система, в которой в качестве рабочей жидкости используется антифриз. Есть способы предотвратить замерзание, направив тепло в коллектор в морозную погоду, но для этого требуется энергия, и если электричество отключится, система замерзнет. Некоторые рекомендуют системы обратного слива, которые сливают воду из коллекторов, если обнаруживают условия замерзания. Проблема с этими системами — закон Мерфи. При выходе из строя датчика коллектор замерзает.Для минимального риска замерзания используйте систему, заполненную антифризом. Если там, где вы живете, замерзание не представляет большой проблемы, то подойдет система любого типа.

В вашем регионе солнечно или пасмурно? Для солнечного Юга и Юго-Запада подойдет хороший плоский коллектор. Для облачного северо-запада и северо-востока можно рассмотреть либо относительно большую площадь плоских коллекторов, либо коллекторов с вакуумированными трубками. Вакуумные трубки лучше всего работают в холодном и пасмурном климате, но они стоят дороже. По стоимости отопления за доллар можно сравнить плоские пластины и откачанные трубы.Для систем, которые должны выдерживать высокие рабочие температуры, следует выбирать вакуумные трубки. Вакуумные трубы также предпочтительны для круглогодичного отопления и охлаждения домов.

Наконец, сколько вам нужно горячей воды? Многодетным семьям нужно больше горячей воды. 2 доставлено вам.
, чем четыре человека, и принимает много душа и ванн, вы можете увеличить размер резервуара до 80 галлонов (303 литра) и использовать от 60 до 80 квадратных футов (от 5,6 до 7,4 квадратных метров) солнечного коллектора.

Имейте в виду некоторые общие правила:

• Для большинства мест необходимо предусмотреть 2 галлона воды для хранения на каждый квадратный фут площади солнечного коллектора.
• Системы с двумя резервуарами более эффективны, но они занимают больше места и стоят дороже, чем системы с одним резервуаром.
• Для участков с сильной заморозкой используйте антифриз на основе гликоля.
• Насосы и контроллеры с фотоэлектрическим питанием работают, когда выходит солнце, отключаются на ночь и не используют энергосистему для работы;
Насосы
• с питанием от переменного тока и их контроллеры зависят от электросети. Если отключено электричество, может быть и ваша защита от замерзания.
• Меньшее количество насосов и меньшее количество деталей сводят к минимуму потенциальные проблемы.
• Техническое обслуживание недорогое и его следует проводить каждые несколько лет.
• Положитесь на авторитетного местного дилера / установщика за советом о том, какие системы и коллекторы лучше всего работают в вашем регионе.

Найдите доступные стимулы и получите несколько предложений

После того, как вы решите, что не должны жить без солнечного нагрева воды, зайдите в базу данных государственных стимулов для возобновляемых источников энергии и повышения эффективности, dsireusa.org, чтобы узнать, какие стимулы доступны в вашем регионе. Средняя стоимость установленной системы составляет от 6 600 до 9 000 долларов без учета федеральных, государственных или местных льгот. Но в зависимости от того, где вы живете, эти стимулы могут компенсировать значительную часть стоимости установки.

Чтобы узнать, кто производит солнечные водонагревательные системы, перейдите на сайт seia.org, сайт Ассоциации производителей солнечной энергии. В нем перечислены все компании-члены SEIA, включая производителей солнечной водонагревательной продукции.

Затем перейдите на сайт SRCC, solar-rating.org, и найдите системы с рейтингом OG-300. Производители этих систем также указаны на сайте.

После небольшого исследования у вас должен быть список надежных подрядчиков и предложений по установке систем, хорошо соответствующих вашему климату и потребностям. Внимательно слушайте, что подрядчик сообщает вам о системах, используемых в вашем регионе.Хорошие установщики будут знать, какие системы удовлетворяют потребности местных клиентов.

Большинство систем прослужат более 40 лет при регулярном обслуживании, и многие из них имеют встроенные индикаторы, указывающие, когда требуется обслуживание. Сделав свой выбор, сядьте поудобнее и наслаждайтесь нагретой солнцем водой, зная, что вы зафиксировали фиксированный счет за воду, одновременно сокращая выбросы углекислого газа и создавая местные рабочие места.

Барри Батлер, доктор философии владеет компанией Butler Sun Solutions Inc., производителем солнечных водонагревательных систем в Сан-Диего.Он был бывшим президентом SEIA и активным членом отдела солнечной тепловой энергии SEIA. Признанный эксперт в области солнечных тепловых систем, он также возглавляет подразделение солнечной тепловой энергии ASES. Свяжитесь с Батлером по адресу [email protected].

Защита от перегрева для солнечных коллекторов | | Теплый пол своими руками

В долгие жаркие летние дни солнечная система водяного отопления вырабатывает огромное количество тепла. В то же время спрос на горячую воду часто находится на самом низком уровне.Комбинация этих двух факторов представляет собой состояние, обычно называемое «стагнацией».

Обычно застой происходит, когда солнечный резервуар нагревается до максимальной температуры в начале дня; движение через солнечный коллектор прекращается, и жидкость в системе остается под солнцем, становясь все горячее и горячее. Результатом являются условия высокого давления и высокой температуры, которые могут со временем повредить систему, подвергая ее экстремальному расширению и сжатию. Кроме того, когда антифриз перегревается каждый день в течение нескольких недель, он имеет тенденцию разрушаться и становиться кислым, тем самым превращаясь в коррозионное вещество, которое циркулирует по вашей системе, медленно повреждая его компоненты.

Чтобы предотвратить это, требуется какой-либо метод защиты от перегрева в тех случаях, когда мощности горячей воды просто больше, чем вам нужно. Решения включают широкий спектр от простых и дешевых, но (возможно) неуклюжих до полностью автоматизированных, но немного дорогих.

В основной, но (возможно) неуклюжей категории мы предлагаем:

Закройте свои панели

В зависимости от того, насколько доступны ваши плоские панели, вы можете покрыть все или некоторые из ваших панелей предварительно нарезанными листами фанеры.Очевидно, это проще всего сделать при установке на земле или на плоской крыше. Фанеру необходимо не только обрезать, чтобы она точно соответствовала панели, но и как-то прикрепить к ней, чтобы ветер не унес ее или не повредил панель.

Другой вариант (особенно в случае солнечных коллекторов с вакуумной трубкой и ) заключается в изготовлении индивидуального затененного экрана (или брезента), который плотно прилегает к плоским панелям или массиву трубок.

Этот подход может быть далеко не громоздким, если «брезент» не из тех синих или коричневых полиэтиленовых брезентов, которые вы можете найти в хозяйственном магазине.С полиэтиленовым брезентом вы ограничены связкой эластичных шнуров, продетых через тонкие втулки, чтобы плотно прижать брезент, а также есть вероятность повреждения во время сильного ветра. Это может быть хорошо для временного покрытия, но спорно для долгосрочного использования.

Гораздо более элегантный, изготовленный на заказ штора ниже стоит ок. 40 долларов США за комплект из 16 трубок, включая твердые, как показано на следующих фотографиях.

Вакуумные шейдеры массива трубок

Полностью затемненная солнечная тепловая система отопления.Эти экраны блокируют 90% солнечных лучей.

В некоторых регионах с более низкими широтами, например, примерно ниже Северной Каролины, и особенно в юго-западных штатах, таких как Аризона, Нью-Мексико, Колорадо и т. Д., Солнечные ресурсы превосходны. Хорошо утепленный дом вполне можно отапливать с помощью солнечной системы отопления подходящего размера.

Этот массив из 64 труб, например, нагревает излучающую плиту площадью 2500 кв. Футов даже во время зимы в высокогорной пустыне в Аризоне, когда температура часто бывает подростковой и однозначной.Ночи холодные, но солнце светит практически каждый день в безоблачном западном небе.

Но с апреля по ноябрь та же самая солнечная батарея может генерировать больше горячей воды, чем могло бы использовать обычное домашнее хозяйство. Даже теплоотвод (см. Ниже) может иметь проблемы с вытеснением избыточной тепловой энергии.

Частично затемненный набор вакуумных трубок

Если оставить некоторые из откачанных труб открытыми, массив обеспечивает горячее водоснабжение в период отсутствия отопления помещений.

Шторка убранная

Аккуратно свернутый убранный плафон.

Рым-болты и шплинты прикрепляют нижний стержень шторы (общий электрический канал) к монтажному узлу массива. И хотя на фотографии это нелегко увидеть, резиновую втулку надевают поверх кабелепровода в том месте, где он проходит через рым-болт. Это предотвращает удары кабелепровода о рым-болт и создание шума в периоды сильного ветра.

Конечно, и метод фанерных панелей, и неуклюжий метод «синего брезента» предполагают, что после того, как вы накроете определенное количество панелей, вам не придется открывать их в течение нескольких месяцев. В основном потому, что с обоими этими подходами так сложно справляться.

Но в реальном мире периоды солнечных дней сменяются периодами облачных дней, за которыми следует больше солнца, затем облака, а затем солнце. Вы можете увидеть, как вы можете оказаться на кровельном покрытии и открытии панелей намного больше, чем вам хотелось бы.Или, что еще хуже, если бы вы не забыли открывать панели, стоя под очень теплым душем.

Настраиваемая шторка позволяет легко закрывать и открывать крышку, если в этом возникнет необходимость.

Перечень деталей узла шторки

Из следующих элементов можно сделать (1) шторы для (1) набора из 16 вакуумных трубок Siedo:

(2) L-образные кронштейны 4 ″ x 4 ″ с одним отверстием 5/16 ″, просверленным на одном конце (они прикрепляются к верхней части вертикальной распорки, где стойка прикрепляется к жатке),
(1) Шторка 72 ″ x 90 ″, плюс 2 ″ длиной для 2 ″ загнутого рукава (для стержня EMT / кабелепровода) Примечание: Попробуйте непревзойденные продажи.com по хорошей цене на теневом экране. Если у вас есть швейная машина, которая способна прошивать двухслойную сетку, вы можете изготовить свои собственные сетки. Тем не менее, вам может понадобиться или вы предпочтете воспользоваться услугами местного магазина седел, обивки или магазина навесов.
(2) 1/2 ″ x 76 ″ стержня EMT / кабелепровода (наружный диаметр 11/16 ″)
(2) болта с проушиной 3/8 ″ x 6 ″
(4) 3 / Гайки 8 ″
(2) Стопорные шайбы 3/8 ″
(2) штифты сцепного устройства
(2) Резиновый шланг 5/8 ″ x 2 ″ (сделайте надрез в рукаве и поместите его на концы EMT, чтобы он не дребезжал внутри рым-болтов).

Теперь в категории полностью автоматизированных у нас есть следующие варианты:

Установка системы обратного слива

Солнечная система с обратным сливом — это объем воды в замкнутом контуре без давления, который, как следует из названия, стекает обратно с панелей в накопительный бак в конце каждого цикла нагрева.

Преимущество системы обратного слива — встроенная защита от замерзания и перегрева. Поскольку вода попадает в панели только после того, как они нагреются, а затем стекает обратно, когда панели остынут, замерзание невозможно.Летом, когда резервуар для хранения солнечной энергии полностью нагревается, вода не будет подаваться на панели для «застаивания», поэтому перегрев не может причинить вреда.

Однако у этого типа системы есть некоторые недостатки. Одним из них является потребность в высоконапорном насосе (а также в более высоких начальных затратах и ​​более высоких ежедневных эксплуатационных расходах, связанных с этим), потому что, в отличие от системы с замкнутым контуром под давлением, насос должен быть достаточно мощным, чтобы выталкивать воду из солнечного резервуара для хранения воды. гравитация, вплоть до панелей.Насосу такого размера во время работы требуется 245 Вт. Для сравнения: стандартный солнечный циркуляционный насос в системе с замкнутым контуром под давлением потребляет всего 45 Вт.

Кроме того, солнечный коллектор должен быть установлен под небольшим углом . Минимальный уклон ”на фут должен быть выполнен в опорной конструкции, чтобы гарантировать, что вся жидкость из коллектора стекает обратно в резервуар для хранения. Если ваша солнечная батарея хорошо видна снизу, это может придать вашей системе вид «не на уровне», потому что, попросту говоря, панели находятся на не уровне.Кроме того, если вы устанавливаете панели для наземного монтажа, дренажная система может не иметь достаточного падения, если резервуар для хранения не находится значительно ниже уровня земли.

Еще одно ограничение, о котором стоит упомянуть в отношении подхода с обратным стоком, связано с его полезностью в периоды предельного усиления солнечной энергии.

При стандартной солнечной установке без обратного дренажа холодная подпиточная вода для домашнего горячего водоснабжения подается непосредственно в резервуар для хранения солнечной энергии. Это связано с тем, что резервуар для хранения солнечной энергии и основной резервуар водонагревателя являются частью одной системы горячего водоснабжения под давлением.«Горячий выход» из солнечного накопительного бака идет на «холодный вход» основного водонагревателя (помните, что основной водонагреватель действует как резервная система в периоды небольшого или нулевого солнечного излучения). Этот водопровод между солнечным накопителем и основным водонагревателем гарантирует, что даже в предельные солнечные дни теплая вода или, по крайней мере, вода комнатной температуры поступает из солнечного бака в основной водонагреватель … вместо, скажем, 45 градусов вода прямо из колодца. Таким образом, будет использовано любого тепла, доступного от вашей солнечной батареи.

При использовании системы обратного слива тепло от солнечного резервуара без давления должно передаваться через внешний теплообменник в основной резервуар под давлением только тогда, когда в солнечном резервуаре имеется достаточно тепла, чтобы сделать передачу целесообразной.

Другими словами, только когда вода в солнечном баке на горячее, , тепло будет передаваться через воду в основном водонагревателе (т. Е. В резервном нагревателе). В результате будут времена (особенно в пасмурную зиму), когда солнечный резервуар будет заполнен потенциально полезной, но только полутёплой водой.

В этом случае, если предположить, что резервуар хорошо изолирован и может удерживать тепло в течение ночи, потребуется еще один солнечный день, чтобы еще больше повысить температуру воды и вызвать теплопередачу. На практике это означает, что некоторые дни пройдут без какого-либо вклада солнечной энергии, поскольку коллекторы изо всех сил пытаются довести резервуар до полезной температуры.

Конечно, есть способ решить эту проблему, но это дорого.

Дорогой солнечный накопительный бак с одним или несколькими внутренними теплообменниками можно использовать вместо гораздо менее дорогостоящего простого накопительного бака с внешним теплообменником.

При таком подходе холодная вода, пополняющая основной водонагреватель (т. Е. Когда горячая вода поступает в дом, ее заменяет свежая холодная вода), проходит через внутренний (SS или медный) теплообменник и нагревается полностью или частично перед тем, как уйти. солнечный бак и входит в основной водонагреватель. В результате любое тепло , имеющееся в резервуаре для хранения солнечной энергии, передается поступающей холодной воде вместо того, чтобы оставаться в резервуаре, ожидая достаточного количества солнечного света, чтобы вызвать передачу в основной водонагреватель.Благодаря этому тепло, получаемое в тусклые солнечные дни, просто бездействует в резервуаре и со временем бесполезно излучается в окружающий воздух (потеря режима ожидания).

Схема дренажной солнечной системы

Установите пакет теплового отвода

Комплект теплового отвода — это полностью автоматический метод отвода избыточного тепла от коллектора в… куда угодно.

Тепловой отвал компании Radiant

Строго говоря, Heat Dump Package разработан для защиты системы от перегрева, но дополнительное тепло также можно использовать для обогрева бассейна, гидромассажной ванны или изолированной подземной термальной массы для хранения тепла для последующего использования. .

Но обычно избыточное тепло просто отводится в атмосферу через 60-футовый змеевик из мягкой меди толщиной ¾ дюйма. Мы используем змеевик из меди в качестве «теплообменника» по нескольким причинам:

1. Медь очень хорошо проводит тепло.
2. 60 футов трубы — это довольно большая площадь поверхности, излучающая достаточное количество БТЕ.
3. Змеевик стоит намного меньше, чем «настоящий» пластинчатый теплообменник из нержавеющей стали.
4. В отличие от стандартного теплообменника, для питания теплового отвала требуется только один насос.Обычно один насос забирает тепло в теплообменник, второй — куда-то его отправляет.
5. Змеевик устойчив к атмосферным воздействиям и может быть размещен где угодно… в воздухе, под землей или под водой.

Сам пакет представляет собой тип конфигурации трубопровода, называемый вторичным контуром . Он подключается к контуру первичного коллектора в соответствии с очень конкретными техническими рекомендациями. В результате вторичный контур (т.е. тепловой сброс) не вызывает проблем с падением давления в главном коллекторном контуре.

Пакет продается в собранном виде (см. Фото выше), поэтому установщик просто припаяет несколько соединений, включит реле и подключит датчик к резервуару для хранения, чтобы завершить установку.

Установленный на место отвод тепла защищает солнечную батарею, автоматически активируясь, когда накопитель солнечной энергии достигает установленной предельной температуры. В периоды избыточного производства тепла небольшой циркуляционный насос в пакете сброса тепла будет оставаться включенным до тех пор, пока температура в резервуаре для хранения солнечной энергии не упадет на по крайней мере на один градус (на сколько градусов клиент может решить точно) ниже температуры уставка верхнего предела.Затем, когда резервуар для хранения солнечной энергии будет готов принять больше тепла, сброс тепла отключается, и солнечные панели возвращаются к задаче нагрева резервуара для хранения до заданного верхнего предела.

Схема теплового отвода

Как работает отвод тепла

Важно помнить, что Heat Dump Package работает в соединении с главным солнечным контуром. Другими словами, отвод тепла не работает независимо и активируется ПОСЛЕ того, как резервуар для хранения солнечной энергии достигает предельной температуры.Он активирует , в то время как солнечный бак нагревается. Солнечный контур и контур теплового сброса работают вместе, но только когда достигается температура активации теплового сброса (часто около 160 градусов). В этот момент циркулятор теплового сброса отводит тепло к змеевику «теплообменника» из мягкой меди, и гораздо более холодная жидкость возвращается в главный коллекторный контур.

Это замедляет повышение температуры в солнечном накопителе.

Итак, при какой температуре должен активироваться отвал тепла?

Ответ зависит от вашего местоположения.Если у вас отличная солнечная экспозиция и вы ожидаете долгие часы безоблачной погоды (юго-западная пустыня), установка 140 градусов может иметь смысл. Помните, что отвод тепла по-прежнему позволяет некоторому количеству тепла достигать солнечного теплообменника. Если потребление горячей воды низкое, а солнечная энергия высока, и у вас небольшой накопительный бак, 140 градусов могут быть хорошим моментом для начала сброса избыточного тепла.

С другой стороны, непостоянное солнце, плохая экспозиция и т. Д. Могут потребовать подхода «загорать, пока можно». Не начинайте сбрасывать тепло, пока не получите все необходимое.Может быть, уставка 160 или даже 180 градусов имеет смысл.

Лучше всего поэкспериментировать с вашими конкретными параметрами и использовать заданное значение, которое вам подходит. Пока выбранная вами температура обеспечивает вас большим количеством горячей воды, не позволяет вашему солнечному накопителю перегреваться, или отключать основной насос системы (застой), или, что еще хуже, запускать клапан сброса давления, это подходит вам .

Что такое солнечный коллектор?

Сила солнца бесплатна, чиста и доступна.Сегодня все большее количество разнообразных устройств и систем используют солнечную энергию, чтобы немного облегчить нашу жизнь. Вот что вам нужно знать о солнечных коллекторах, что это такое и как они работают.

Что такое солнечный коллектор?

Солнечный коллектор — это устройство, которое концентрирует и собирает солнечное излучение. Обычно они используются в качестве источника тепла, особенно в качестве альтернативного вида нагрева воды для бытовых нужд. Но они также встречаются в более крупных массивах, работающих на тепловых солнечных электростанциях.

Как работают солнечные коллекторы?

Есть много разных типов солнечных коллекторов, но все они работают в основном одинаково. Коллектор устанавливается там, где он может получать много солнечного света, например, на крыше дома.

Здесь солнечный свет собирается на темно-черном материале, который покрывает трубы внизу, по которым течет вода для нагрева. Поскольку черный материал поглощает тепло солнца, он сильно нагревается и передает это тепло в водопроводные трубы внизу.

Концепция очень проста и может использоваться различными способами для нагрева воды или даже шляпы до значительно более высоких температур по сравнению с температурой окружающей среды.

Различные типы солнечных коллекторов

Плоские коллекторы

Этот тип солнечного коллектора состоит из простого отсека, такого как коробка с прозрачным стеклом наверху и темно-черной абсорбирующей пластины внизу.

Солнечное излучение, собираемое на пластинах поглотителя, передается в виде тепловой энергии воде или воздуху, проходящему через отсек. Верхнее остекление иногда обрабатывают световозвращающим покрытием, которое повышает энергоэффективность отсека.

Материалы всегда являются важной частью эффективного коллектора, и эти коробки обычно изготавливаются из меди.

Коллекторы с вакуумными трубками

Поскольку вакуум является отличным изолятором, вакуумные трубки позволяют повысить эффективность сбора солнечного излучения. Внутри откачанной трубки находится абсорбционная пластина в виде черных материалов, обернутая вокруг медных трубок или «тепловых трубок», по которым проходит специальная жидкость под точным давлением.

На одном конце трубы высокое давление и жидкость внутри кипит.На «холодном» конце трубы давление конденсируется. Такое расположение упрощает направление тепловой энергии на один терминал. Когда тепло движется к горячему концу отопительных труб, оно передается нагреваемой воде.

Коллекторы линейного фокуса

Коллекторы линейного фокуса также называют параболическими желобами. В этом типе солнечных коллекторов используются материалы с высокой отражающей способностью, чтобы сосредоточить солнечное тепло в одной точке, где его можно собирать в больших количествах.

Вода, которая будет нагреваться, проходит через желоб в фокусе этой группы отражающих пластин.Специальная конструкция солнечного коллектора с линейной фокусировкой означает, что солнечное тепло усиливается на нагревательной ванне и, следовательно, может выдерживать особенно высокие температуры.

Этот тип устройства обычно используется для создания пара, необходимого для питания солнечной электростанции. Некоторые конструкции можно даже поворачивать так, чтобы они всегда были обращены к солнцу, чтобы максимально увеличить количество солнечной радиации, собираемой каждый день.

Коллекторы точечного фокуса

Как и коллектор линейного фокуса, коллектор точечного фокуса использует параболическую тарелку для фокусировки солнечного излучения в определенной точке.Эти тарелки обеспечивают улучшенный сбор солнечной энергии, отслеживая движение солнца по небу.

Часто точечные фокусы, собранные солнечными батареями, используются для питания концентрированной гальванической энергии, вместо того, чтобы производить тепло, эти параболические системы производят электричество с повышенной эффективностью.

Различия между солнечными панелями и солнечными коллекторами

Как и солнечный коллектор, солнечные панели поглощают энергию солнца и преобразуют ее в энергию, которую можно использовать для различных целей.Но есть некоторые важные отличия, о которых вам следует знать.

Панели солнечных батарей

Фотоэлектрические элементы внутри солнечной панели позволяют ей выполнять свою работу по поглощению солнечной энергии и преобразованию ее в электрическую энергию в форме постоянного тока. Мощность солнечной панели может составлять от 100 Вт до 320 Вт.

Панели солнечных батарей имеют рейтинг эффективности от 11% до 15% и в значительной степени зависят от количества солнечного света, попадающего на панель.

Площадь солнечной панели не играет большой роли в ее эффективности, и даже очень маленькие солнечные панели могут быть очень эффективными.Эффективность солнечной панели может быть улучшена или ухудшена за счет наклона или наклона панели, направления, в которое она обращена, и количества тени, которая покрывает ее местоположение.

Преимущества панели солнечных батарей

• Экологичность
• Низкие эксплуатационные расходы
• Бесшумный, без движущихся частей
• Простота установки
• Содействует энергетической независимости

Недостатки солнечной панели

• Высокие начальные затраты
• Ремонт дорогие
• Нет электричества ночью или в неблагоприятных погодных условиях
• На эффективность солнечных панелей может влиять загрязнение

Приложения для солнечных панелей

Солнечные коллекторы

Солнечный коллектор поглощает солнечное излучение, которое собирается в виде тепловой энергии и используется.Эта тепловая энергия может использоваться в различных лучах, от горячей воды для домашнего использования до энергии пара, которая может использоваться для выработки электроэнергии на солнечной электростанции.

Производительность солнечного коллектора зависит в первую очередь от размера солнечного коллектора. Чем большую площадь покрывает солнечный коллектор, тем больше солнечного излучения поглощается и передается всему, что нагревается.

Наклон и положение солнечного коллектора также будут играть важную роль в уровне излучения, падающего на коллектор.Другие факторы, которые могут повлиять на эффективность солнечного коллектора, включают приток тепла, потери тепла за счет конвекции и теплопроводности, а также коэффициент преобразования, который варьируется в зависимости от конструкции.

Преимущества солнечных коллекторов

• Высокая эффективность
• Площадь и эффективность можно улучшить с помощью недорогих зеркал
• Концентрированный свет может подаваться через оптические волокна
• Тепло может сохраняться для выработки электроэнергии в ночное время и в пасмурную погоду

Недостатки солнечных коллекторов

• Низкая производительность в условиях рассеянного света
• Требуется отслеживание солнца для поддержания оптимальной фокусировки солнечного света.

Приложения для солнечных коллекторов

• Охлаждение с помощью солнечной энергии: можно использовать для поддержки охлаждения в крупных коммерческих помещениях.
• Солнечное отопление бассейна: Для нагрева большого бассейна до желаемой температуры требуется энергия. Но эту энергию можно уменьшить с помощью энергии нагрева бассейна с плоскими солнечными коллекторами.
• Дополнительное отопление: Солнечные коллекторы могут накапливать тепло летом и обеспечивать его зимой.
• Нагрев воды: солнечные коллекторы могут использоваться для нагрева горячей воды в различных бытовых целях.

Солнечное отопление дома с откачанными трубками

_{За последние несколько десятилетий популярность солнечных водонагревательных систем для нагрева горячей воды значительно возросла.Легко понять, почему, поскольку солнечное отопление имеет так много преимуществ и так мало недостатков. Преимущества включают в себя экономию денег за счет уменьшения ваших счетов за отопление и внесение чего-то полезного для планеты за счет сокращения выбросов углекислого газа. По этим причинам во многих странах мира сейчас есть обязательные требования к использованию солнечных водонагревателей. Теперь использование солнечного отопления, наконец, становится все более популярным для отопления домов и помещений и больше не рассматривается как вариант только для нагрева воды для бытового потребления.}

_{Эти технологии становятся популярными в основном благодаря развитию солнечных вакуумных трубок (https://en.wikipedia.org/wiki/Solar_thermal_collector). Вакуумные трубки, которые также обычно называют «вакуумными трубками», допускают гораздо более высокую температуру, чем другие типы солнечных коллекторов. По сравнению с другими солнечными технологиями, такими как плоские солнечные коллекторы, откачиваемая труба является гораздо более эффективным средством улавливания солнечной энергии, особенно зимой. Плоские пластинчатые коллекторы теряют намного больше уловленного тепла обратно в атмосферу, хотя это помогает таять снег, который может накапливаться на коллекторе.}

_{Домовладельцам, живущим в более прохладном северном климате, требуется постоянное и надежное отопление помещений для поддержания комфортной температуры в своих домах в зимние месяцы, что традиционно было трудно достичь с помощью старых технологий и методов солнечного отопления дома. Вакуумные трубы также предпочтительны в более северном климате, потому что снег и другие осадки не могут накапливаться на гладкой цилиндрической трубе, как на плоских пластинчатых коллекторах.Чтобы обеспечить достаточное количество солнечной энергии для отопления дома, в настоящее время используются солнечные вакуумные трубки в следующем процессе:}

• _{Солнечная система отопления улавливает солнечную энергию через вакуумную трубку.}
• _{Эта энергия передается с помощью теплоносителя на основе гликоля ( http://www.dynalene.com/Articles.asp?ID=283 ).}
• _{Небольшой энергоэффективный насос перекачивает тепловую энергию из солнечного коллектора в дом для обогрева помещений.}
• _{Затем солнечная энергия передается по всему дому через теплообменник.}

_{Вакуумные солнечные трубки широко используются, поэтому существует множество доступных типов. Вот несколько примеров вакуумных солнечных трубок:}

_{Солнечное отопление идеально подходит для использования в домах, оборудованных системой подогрева пола, поскольку в системе подогрева пола используется та же теплоноситель, что и в системе солнечного отопления. Правильно установленная солнечная система отопления помещений также может сэкономить владельцу дома до 60% ежегодных счетов за отопление.Солнечное отопление помещений экономит больше всего денег, когда дом, в котором оно установлено, уже сделан максимально энергоэффективным.}

_{Эти два фактора вместе могут сделать ваш дом более экологически чистым, а также помочь защитить его владельца от любых возможных колебаний стоимости энергии. Вакуумные трубчатые коллекторы также могут быть проще в установке, чем плоские коллекторы, поскольку они имеют меньшие и более легкие секции и, следовательно, их не так сложно поднять и установить.}

_{Солнечные системы домашнего отопления также могут претендовать на получение 30% -ной федеральной налоговой скидки в США ( http://energy.gov/savings ), что делает это прекрасным моментом для доступных инвестиций в экологически чистую энергию. В зависимости от того, где вы живете, также могут быть льготы со стороны энергетических компаний. Кроме того, на некоторых рынках покупки жилья установка солнечной системы отопления может значительно повысить стоимость вашего дома.}

_{Если вы заинтересованы в демонстрации своей приверженности снижению затрат, внесению своего вклада в защиту окружающей среды и повышению своей самообеспеченности энергией, вы можете узнать больше о солнечных коллекторах с эвакуируемыми трубками и других солнечных технологиях на сайте SolarTubs.com ( http://www.solartubs.com/how-do-solar-vacuum-tubes-work.html ).}

Как это работает — Солнечные водонагреватели | Продукция

Солнечные водонагреватели бывают самых разных конструкций, все они включают коллектор и накопительный бак, и все они используют тепловую энергию солнца для нагрева воды.

Солнечные водонагреватели обычно описываются по типу коллектора и циркуляционной системы.

Типы коллекторов
	Коллекторы периодического действия , также называемые системами интегрированного коллектора-хранения (ICS), нагревают воду в темных резервуарах или трубках внутри изолированного ящика, накапливая воду до тех пор, пока она не будет набрана.Вода может оставаться в коллекторе в течение длительного времени, если потребность домохозяйства невысока, что делает ее очень горячей. Клапан темперирования — ваша защита от ожогов на кране. Клапан темперирования подмешивает холодную воду, чтобы снизить температуру воды перед подачей в кран. Коллекторы периодического действия несовместимы с системами циркуляции замкнутого цикла. Таким образом, они обычно не рекомендуются для холодного климата.
	Плоские коллекторы обычно состоят из медных трубок, установленных на плоских пластинах поглотителя.Наиболее распространенная конфигурация представляет собой серию параллельных трубок, соединенных на каждом конце двумя трубами, входным и выходным коллекторами. Узел плоской пластины находится в изолированной коробке и покрыт закаленным стеклом. Плоские коллекторы обычно рассчитаны на 40 галлонов воды. Два коллектора обеспечивают примерно половину горячей воды, необходимой для обслуживания семьи из четырех человек.
	Вакуумные трубчатые коллекторы — самые эффективные доступные коллекторы.Каждая откачиваемая трубка в принципе похожа на термос. Стеклянная или металлическая трубка, содержащая воду или теплоноситель, окружена стеклянной трубкой большего размера. Пространство между ними представляет собой вакуум, поэтому жидкость теряет очень мало тепла. Эти коллекторы могут работать даже в пасмурную погоду и при температурах до -40 ° F. Отдельные трубки заменяются по мере необходимости. Вакуумные трубчатые коллекторы могут стоить вдвое дороже за квадратный фут, чем плоские пластинчатые коллекторы.

В системах с замкнутым или непрямым контуром используется незамерзающая жидкость для передачи тепла от солнца воде в резервуаре для хранения.Тепловая энергия солнца нагревает жидкость в солнечных коллекторах. Затем эта жидкость проходит через теплообменник в резервуаре для хранения, передавая тепло воде. Затем незамерзающая жидкость возвращается к коллекторам. Эти системы имеют смысл в условиях холодного климата.

Циркуляционные системы
В системах Direct вода циркулирует через солнечные коллекторы, где она нагревается солнцем. Затем нагретая вода хранится в баке, отправляется в безбаковый водонагреватель или используется напрямую.Эти системы предпочтительны в климате, где редко замерзает. Защита от замерзания необходима в холодном климате.
Замкнутый контур или непрямой , в системах используется незамерзающая жидкость для передачи тепла от солнца воде в резервуаре для хранения. Тепловая энергия солнца нагревает жидкость в солнечных коллекторах. Затем эта жидкость проходит через теплообменник в резервуаре для хранения, передавая тепло воде. Затем незамерзающая жидкость возвращается к коллекторам.Эти системы имеют смысл в условиях холодного климата.
Активные системы или с принудительной циркуляцией , в системах используются электрические насосы, клапаны и контроллеры для перемещения воды из коллекторов в резервуар для хранения. Они распространены в США
Пассивные системы не требуют насосов. Добавить комментарий Отменить ответ Ваш адрес email не будет опубликован. Обязательные поля помечены * Комментарий * Имя * Email * Сайт