You are using an outdated browser. For a faster, safer browsing experience, upgrade for free today.

Вакуумные солнечные коллекторы для отопления дома: особенности и преимущества

Вакуумные солнечные коллекторы 1

Альтернативная энергетика стремительно набирает популярность. Ее использование имеет массу преимуществ, к примеру, сохранение окружающей среды и приличная экономия. Среди огромного множества оборудования для альтернативного питания все чаще выбирают вакуумные солнечные коллекторы отопления дома. Подобная система может использоваться в качестве дополнения к центральному теплоснабжению. Давайте выясним, что собой представляет подобная система, из каких компонентов состоит и каковы преимущества ее использования.

Подробно о вакуумных солнечных коллекторах

Системы продаются в различных магазинах, однако пользователи могут собрать ее самостоятельно, правильно подобрав все компоненты. Однако даже при покупке уже готового решения следует тщательно изучить основные характеристики и спецификацию. Важно разбираться в принципе функционирования таких  устройств.

Солнечные вакуумные коллекторы для отопления представляют собой набор специальных панелей, которые по внешнему виду напоминают многим уже знакомые солнечные батареи. Они так же используют энергию солнца, но только преобразуют ее не в электрический ток, а попросту собирают тепло. Панели состоят из многочисленных вакуумных трубок, внутри которых протекает теплоноситель (как правило, это – вода). За счет солнечной энергии жидкость нагревается, а затем отдает тепловую энергию уже в помещения дома.

Выделяют два вида подобных трубок, которые различаются методиками нагрева и хранения жидкости:

  1. «Мокрая трубка». В подобных установках накопительный бачок монтируется непосредственно на разных сторонах блока. Горячая вода после нагрева поступает в бак, а холодная – направляется в колбочки. Подобные устройства также часто называют установкой прямого нагрева.
  2. U-образные модели (или heat-pipe). Бак монтируется в любой точке дома, после чего его подключают к водоснабжению и элементам отопления постройки. Оборудование работает по принципу косвенного нагревания.

Независимо от метода передачи тепла, вакуумные трубы используют единую технологию абсорбции. Трубка конструктивно состоит из стеклянной прозрачной колбочки. Из нее полностью выкачан воздух и создан вакуум. Внутри располагается трубка меньшего диаметра,  которая служит для передвижения теплоносителя. Также в конструкции имеются один или несколько сборных распределителей, а также набор отражающих элементов, которые концентрируют солнечное излучение.

Вакуумные трубки производятся из высокопрочного боросиликата. Для повышения эффективности сбора солнечных лучей внутренняя поверхность обрабатывается спецсоставом,  который формирует поглощающий слой. Покрытие трубок изготовлено с использованием бариевого газопоглотителя. Это позволяет быстро и легко определить разгерметизацию. При нарушении целостности трубки она изменяет цвет с серого на белый. В этом случае, конечное же, ее нужно заменить. Эффективность светопоглощения, благодаря трехслойному абсорбирующему покрытию, доходит до 65-70%.

В зависимости от конструкции, солнечный коллектор для дома может работать в одном из двух режимов:

  1. Под давлением. В системе монтируется насос, который обеспечивает циркуляцию жидкости при давлении в 0,6 Мпа. Такие установки чаще всего используются в крупных зданиях коммерческого типа (гостиницы, мотели и базы отдыха).
  2. Самотеком. Здесь вода передвигается без применения насоса. Установка работает благодаря естественной конвекции.

Как видно, вакуумное оборудование схоже с бытовыми термосами, за тем исключением, что внешняя часть трубки выполнена из прозрачного материала. Также благодаря специальному покрытию трубки в идеальных условиях способны улавливать до 95% световой энергии.  Использование медных компонентов также значительно повышает КПД системы (от 70%), если сравнивать с плоскими коллекторами при работе в условиях пониженных температур и низкой освещенности.

Как передается энергия

Вакуумные солнечные коллекторы 2

Солнечный коллектор для отопления может передавать тепловую энергию двумя основными способами. Первый – режим прямой теплоотдачи. В таких устройствах бак подключается непосредственно к вакуумным трубкам, а его объем, как правило, не превышает 200 литров. Принцип работы следующий:

  • Нагретый под действием солнечной энергии теплоноситель превращается в пар и  поступает в медный змеевик.  Последний выполняет функцию теплообменника и находится внутри накопительного бачка. 
  • Далее нагретый теплообменник передает тепловую энергию  холодной воде, которая окружает его. Жидкость циркулирует в радиаторах помещения и поступает обратно для повторного нагрева.

Система достаточно дешевая и доступная, так как нет необходимости покупать насосное оборудование. Установка позволяет получить до 300 литров воды температурой в +60 градусов Цельсия, однако это только сезонный вариант, соответственно, чаще всего используется в плюсовую погоду, т. е. с мая по сентябрь.  

Если вам необходима система с круглогодичным использованием, то заказывайте аппарат с косвенным режимом теплопередачи. Отличительная черта устройств данного типа – наличие буферного бачка, который располагается непосредственно в доме. Предельный объем бойлера указан в документах. Система позволяет получать температуру теплоносителя в 200-300 градусов Цельсия, благодаря чему с легкостью можно организовать систему отопления. Чтобы установка функционировала даже в морозы -50 градусов, медный теплообменник заполняется антифризом.

Плюсы и минусы

Востребованность продукции обусловлена многочисленными преимуществами, среди которых:

  • Легкость монтажных работ. Трубки и элементы конструкции достаточно легки, поэтому для доставки и установки всех компонентов вам не понадобится какой-либо спецтранспорт или целая бригада рабочих.
  • Автоматическая работа. Коллектор начинает собирать тепловую энергию, как только солнечные лучи начинают попадать на трубки. От пользователя не требуется что-либо включать, чтобы запускать сбор энергии.
  • Солнечный коллектор для дома препятствует размножению вредоносных микроорганизмов из-за достаточно высоких температур теплоносителя.
  • Часть моделей эффективно обеспечивает постройку теплом даже в сильные морозы вплоть до -50 градусов Цельсия.
  • Низкая теплопотеря. Вакуумная прослойка сохраняет тепло и повышает КПД всей системы. Самые продвинутые солнечные коллекторы имеют коэффициент полезного действия до 80%.
  • Простота ремонта. При выходе из строя трубок их можно быстро заменить, не разбирая всю конструкцию.
  • Оборудование достаточно надежное и долговечное, поэтому покупка вакуумного солнечного коллектора – это выгодное вложение средств.

К недостаткам относят необходимость очищать систему от снега и льда, так как они закрывают собой трубки и понижают эффективность.

Стоит ли покупать

Один из самых популярных вопросов – насколько выгодно отопление дома вакуумным коллектором? Здесь многое зависит от погодных условий и типа системы. Коллекторы, как правило, монтируют в качестве вспомогательной системы для компенсации затрат на оплату отопления или горячего водоснабжения. Эффективность оборудования  зависит от того, насколько коллектор способен компенсировать затраты. Как правило, этот показатель составляет  40-50%. Таким образом, в самые солнечные дни вы сможете экономить до половины суммы на оплату тепла. Зимой вакуумных колб вполне хватит для функционирования теплых полов.

На что обратить внимание при выборе

Вакуумные солнечные коллекторы 3

В первую очередь, конечно же, при покупке определитесь с целью, т. е. будет ли использоваться система сезонно или круглый год. Далее обратите внимание и подробно изучите технические характеристики продукции, такие как коэффициент теплопотерь, КПД, площадь панелей с трубками и их тип. В итоге вы сузите рамки, соответственно, сможете оценить стоимость будущей установки. Далее проводится расчет мощности.

При выполнении расчета необходимо учитывать размещение постройки, объем требуемой воды и другое. Для получения ориентировочного значения вам понадобится:

  • определить параметр  инсоляции для вашего региона по специальным нормативным таблицам;
  • узнать активную площадь абсорбции трубки (в среднем этот показатель составляет 0,15 метра квадратных);
  • используя технические документы,  узнать КПД.

Имея на руках эти значения, вам остается только перемножить их для получения ориентировочной мощности. Например, вы получили значение 120,15 kBт/час. Это показатель для одной колбы на период в 1 год. Соответственно, в месяц она будет выдавать 0,329 kBт/час.

Далее следует умножить полученное значение на число вакуумных колбочек, например, 20 трубок * 0,329 = 6,58 kBт/час. Приемлемый расход теплоносителя определяется согласно  средней норме тепловой энергии для полной обеспеченности жильцов дома.

Обратите внимание, что рынок предлагает широкий ассортимент. Покупая солнечный коллектор для отопления дома, смотрите на раскрученность и расположение главного офиса бренда, так как от этого во многом зависит цена. Европейская продукция достаточно качественная, но и стоит соответствующе. Систему можно установить несколькими способами: непосредственно на кровле, на скатах крыши или смонтировать на отдельной основе во дворе, а также на любой другой свободной площадке. Обязательно высчитайте правильный градус наклона панелей с колбочками для максимальной эффективности работы.

Это основная информация относительно установок солнечных вакуумных коллекторов. Если стоимость вас не пугает, смело устанавливайте такие системы, ведь экономия в итоге будет ощутимой.