Солнечный коллектор, система без давления. Принцип работы.

Виды вакуумных трубок

Различают пять видов вакуумных трубок для солнечных коллекторов. Они отличаются внутренним строением и конструкцией. Кроме того, каждый из них может быть дополнен металлическим (чаще алюминиевым) абсорбером, который помещается внутрь стеклянной колбы в виде трубки.

Важно! Большинство производителей заполняют нижний промежуток между стеклянными стенками барием – он поглощает примеси газов и улучшает термоизоляционные свойства. Его отсутствие может снизить эффективность работы коллектора до 15%.

Термосифонные (открытые) вакуумные трубки

Такой вид трубок солнечного коллектора используется в коллекторах с наружным баком-накопителем. они заполнены водой и образуют с резервуаром один объем. Нагретая вода из колбы поднимается в бак, а охлажденная опускается вниз.

Термосифонные вакуумные коллекторы используются в следующих случаях:

1. Для подключения к системе горячего водоснабжения;
2. В регионах с высоким уровнем инсоляции в холодное время года;
3. Для сезонного использования (весна, лето, осень).

Коаксиальная трубка (Heat Pipe)

Это наиболее распространенный вариант вакуумных трубок. В ней внутри стеклянной колбы находится медная труба, наполненная жидкостью с низкой температурой кипения или водой под низким давлением.

При нагреве жидкость или вода начинают закипать, пар поднимается вверх, попутно нагреваясь от медных стенок. В верхней части он попадает в теплообменник – расширение на конце, в котором отдает тепло через стенки воде, которая циркулирует вокруг него.

После охлаждения пар конденсируется на стенках теплообменника и стекает вниз. Цикл повторяется заново.

Спаренные коаксиальные трубки

Принцип работы такого теплоприемника как у предыдущего, за одним исключением – к одному теплообменнику присоединены две медных трубки с жидкостью. Спаренная система позволяет более эффективно отбирать тепло, а большая емкость и площадь стенок теплообменника – быстро нагревать воду.

Вакуумные коллектор с спаренной коаксиальной системой устанавливают там, где необходимо:

1. Обеспечить небольшой подогрев больших объемов воды;
2. Есть потребность в тепловой энергии на протяжении солнечного дня;
3. Высокий средний уровень инсоляции;
4. Происходит быстрая прокачка воды через систему.

Перьевые вакуумные трубки

В их конструкции есть дополнительный теплообменник, который позволяет более эффективно отбирать тепло из внутренней части стеклянной колбы. Обычно он выполнен в виде двух продольных пластин, находящихся по бокам медного теплоприемника.

В остальном принцип работы точно такой, как у коаксиальной трубки.

U-образные вакуумные трубки (U-type)

Эта система кардинально отличается от предыдущих. В ней используется две магистрали – для холодной и нагретой воды.

В стеклянной колбе установлен теплообменник в виде английской буквы U, по которому проходит вода. Из магистрали с холодной водой она поступает в него, нагревается и возвращается в трубу с нагретой водой.

Коллектор с вакуумными трубками U-образного типа наиболее эффективен, но его монтаж сопряжен с трудностями. Проточные магистрали при сборке крепятся с помощью сварки с медными трубками, находящимися внутри стеклянной колбы. Получается единая цельная система с большой энергоэффективность, но низкой ремонтопригодностью.

Как действует вакуумный агрегат

Вакуумные коллекторы показывают высокую эффективность выработки энергии на протяжении всего года. Наружный блок коллекторов представлен трубчатой системой, внутри которой расположены теплоприемники. Из пространства между теплоприемником и стенками цилиндров откачан воздух, таким образом, там создается вакуум.

Цилиндрическая форма элементов внешней конструкции вакуумного солнечного коллектора выбрана неспроста. Она способствует перпендикулярному воздействию солнечных лучей на ось теплоприемника. Такое воздействие обеспечивает максимальную мощность выработки энергии. Трубки солнечного коллектора поглощают даже рассеянный солнечный свет, когда на улице стоит пасмурная погода. Вакуум обеспечивает предельно высокую теплоизоляцию, что позволяет солнечным коллекторам эффективно функционировать при температурах вплоть до 30 градусов по Цельсию ниже ноля.

Схема работы солнечных коллекторов выглядит следующим образом. Внешний блок коллектора поглощает лучистую энергию солнца и преобразует ее в тепло. После этого она отдается теплоносителю, в роли которого обычно выступает вода. Она обладает одной из самых больших теплоемкостей среди природных веществ. С помощью теплоносителя энергия передается в тепловой аккумулятор и накапливается в нем. В роли аккумулятора выступает специальный бак.

Делается это для того, чтобы не дать выработанному теплу сразу рассеяться и сохранить его на долгое время. От аккумулирующего тепло бака расходится система трубок, которая, распространяясь по дому, обеспечивает его отопление и водоснабжение. Для циркуляции воды по системе используется насосная станция. Так упрощенно выглядит принцип работы теплового коллектора.

Плюсы и минусы коллекторов вакуумного типа

Главным достоинством агрегатов называют практически полное отсутствие теплопотерь в процессе эксплуатации. Это обеспечивает вакуумная среда, являющаяся одним из самых качественных естественных изоляторов. Но на этом список преимуществ не заканчивается. Устройства имеют и другие ярко выраженные плюсы, например:

• эффективность работы при низких температурных показателях (до -30 °С);
• способность к аккумулированию температуры до 300°С;
• максимальное возможное поглощение тепловой энергии, включая невидимый спектр;
• эксплуатационная устойчивость;
• низкая восприимчивость к агрессивным атмосферным проявлениям;
• малая парусность, обусловленная конструкционными особенностями трубчатых систем, способных пропускать сквозь себя воздушные массы разной плотности;
• высокий уровень эффективности в регионах с умеренным и прохладным климатом с малым количеством ясных и солнечных дней;
• долговечность при соблюдении основных правил эксплуатации;
• доступность для ремонта и возможность менять не всю систему, а только один вышедший из строя фрагмент.

К недостаткам относят неспособность коллекторов к самоочищению от инея, льда, снега и высокую цену комплектующих деталей, необходимых для сбора агрегата в домашних условиях.

О преимуществах вакуумных коллекторов

Основное достоинство таких систем – практически полное отсутствие теплопотерь, ведь что может быть лучшим изолятором, чем вакуум?

К другим преимуществам можно отнести следующее:

• простоту ремонта – каждый поврежденный узел можно с легкостью заменить;
• эффективность работы даже при минус 30°С;
• надежность – гелиосистема продолжит свою работу даже после того, как одна из трубок выйдет из строя;
• способность генерировать температуру более 300°С;
• возможность работы даже в облачную погоду и полное поглощение солнечной энергии, в том числе невидимых спектров;
• незначительную парусность коллектора.

Конструкцию гелиосистемы можно устанавливать под углом, не превышающим 20°. Более того, ее поверхность следует периодически очищать от грязи и снега.

Как правильно разместить прибор

Чтобы вакуумный коллектор мог полноценно работать и эффективно обеспечивал жилое помещение необходимой энергией, для него необходимо найти наиболее удачное место и правильно сориентировать прибор относительно частей света.

Для населенных пунктов северного полушария актуально разместить коллектор в южной части крыши дома или на солнечной стороне участка. Желательно обеспечить для плоскости прибора минимальное отклонение.

Если возможности направить поверхность на юг нет, стоит выбрать среди запада и востока максимально светлый ракурс на открытом пространстве.

Энергетический солнечный комплекс не должны закрывать дымоходы, декоративные фрагменты кровельного покрытия, раскидистые ветви деревьев и высокие жилые или технические строения. Это понизит эффективность работы и уменьшит уровень прогрева действующих элементов.

Если агрегат расположен правильно, он обеспечит практически одинаковую теплоотдачу в течение всего года, независимо от сезона.

Если большого опыта осуществления сложных ремонтно-монтажных и слесарных работ нет, делать в домашних условиях вакуумирование трубок нерационально. Этот процесс очень трудоемкий и требует наличия специальных знаний и профильного оборудования.

Кроме того, элементы вакуумного типа, сделанные самостоятельно, имеют гораздо более низкий уровень КПД, нежели заводские детали. Поэтому разумнее всего приобрести продукцию у профильного производителя, а потом уже дома попробовать собрать несколько секций.

Разновидности солнечных батарей

Классификация гелиосистем происходит по конструктивным особенностям трубок и типу теплового канала, используемого в качестве приемника:

1. Коаксиальная модель вакуумного солнечного коллектора для отопления дома представляет собой двойную колбу из стекла, в полости которой откачан воздух. На поверхность нанесено абсорбирующее покрытие, поэтому передача энергии происходит от самой трубки.

2. Перьевая конструкция является одностенной, пустота здесь расположена в пространстве теплового канала, часть которого вместе с накопителем интегрирована в колбу.

4. В системах с принудительной циркуляцией установлен маломощный насос, способствующий движению носителя. При этом потребляемая мощность значительно меньше получаемой энергии для обогрева частного дома.

5. Также существует различие по числу контуров. В самых простых коллекторах вода для отопления нагревается и расходуется из бака-накопителя.

6. Более сложные состоят из вакуумной трубки и элементов отбора жидкости. В устройстве находится незамерзающий и нетоксичный носитель с антикоррозийными и противопенными добавками. Такой метод надежно защищает оборудование от солей и накипи и способствует более долгой эксплуатации при отоплении.

Обзор моделей и их характеристики

На данный момент Китай держит лидерство по производству коллекторов, работающих на солнечной энергии. Согласно отзывам владельцев частных домов, отечественные изготовители также поставляют в продажу оборудование с хорошими характеристиками. Европейские устройства отличаются довольно высокой ценой, но со временем затраты на покупку и установку приборов вполне оправдываются. Наиболее известные компании выпускают следующие коллекторы:

Сантехники: Вы будете платить за воду до 50% МЕНЬШЕ, с этой насадкой на кран

Коллекторы Дача и Универсал – наиболее известные приборы отечественного производителя. SCH-18 обладает высоким КПД с температурой в конденсате до 250°C. Колбы сделаны из красной меди, теплоноситель – жидкий. Отсутствие воды в вакууме обеспечивает устойчивость к промерзанию. Прочный корпус хорошо противостоит ветру. Трубопровод защищен манифольдом с полиуретаном. Резиновые противопылевые уплотнители не допускают попадания пыли и осадков.

Эффективно работают при температуре до -35°C, тип функционала – напорная система для отопления. Имеется контролер по управлению нагревателем, размер трубок – 1800 мм, объем бака – 135-300л, мощность ТЭНа – 1.5-2 кВт. Коллекторы изготовлены в соответствии с международными сертификациями, что обеспечивает их безопасность и надежность.

Популярные марки вакуумных коллекторов

Сегодня, на рынке альтернативных источников энергии вакуумные коллекторы представлены отечественными и зарубежными производителями.

В России их производят в таких (г. Анапа), ВПК «НПО Машиностроения» (г. Реутов), ПК «АНДИ Групп» (г. Москва).

В мире наиболее широко представлена продукция (Австрия), «Soletrol» (Бразилия), «Guangdong Fivestar Solar Energy Co., Ltd» (Китай).

ВПК «НПО Машиностроения» выпускает солнечный коллектор «Сокол-Эффект»

Технические характеристики устройства:

• Материал поглощающей панели – медь/алюминий;
• Габаритные размеры – 2008х1093х76,7 мм;
• Поглощающая площадь – 2,06 м2;
• Мощность – 1,5 кВт;
• Масса – 36,5/32 кг;
• Рабочее давление – до 0,6 МПа;
• КПД – 82%;
• Теплоизоляция – минеральное волокно.

«АльтЭнергия» выпускает солнечные коллекторы серии R1 «SunRain»

Технические характеристики устройства:

• Материал поглощающей панели – трехслойное селективное покрытие;
• Габаритные размеры – 2420х2010х145 мм;
• Поглощающая площадь – 2,41 м2;
• Масса – 106,0 кг;
• КПД – 95%.

ПК «АНДИ Групп» выпускает солнечные коллекторы

Серии «ДАЧА» и «ДАЧА ЛЮКС». Технические характеристики:

• Габаритные размеры – от 2350х950х1600 до 2350х2050х1600 мм (в зависимости от модели);
• Поглощающая площадь – от 1,32 до 3,17 м2 (в зависимости от модели);
• Масса – от 58,0 до 108,0 кг (в зависимости от модели);
• Количество вакуумных трубок – от 10 до 24 шт. (в зависимости от модели).

Серия «УНИВЕРСАЛ». Технические характеристики:

• Габаритные размеры – от 2350х1350х1600 до 2350х3200х1600 мм (в зависимости от модели);
• Поглощающая площадь – от 1,97 до 4,76 м2 (в зависимости от модели);
• Мощность – 1,5 – 2,0 кВт;
• Масса – от 64,0 до 152,0 кг (в зависимости от модели);
• Количество вакуумных трубок – от 15 до 36 шт. (в зависимости от модели).

Серия SCH.

Технические характеристики:

• Габаритные размеры – от 2000х950х1420 до 2000х2300х1420 мм (в зависимости от модели);
• Поглощающая площадь – от 1,58 до 3,96 м2 (в зависимости от модели);
• Масса – от 37,0 до 93,0 кг (в зависимости от модели);
• Количество вакуумных трубок – от 12 до 30 шт. (в зависимости от модели).

  

(Австрия)

Выпускает вакуумные солнечные коллекторы 2-х типов, это: FK 8200N 4H VS7E и FK 8200N 4H VS7E, которые отличаются по материалу абсорбера и мощности. Технические характеристики устройств:

• Материал поглощающей панели – Cu-Al сплав Blue TiNox/Cu-Al сплав Black Ch;
• Габаритные размеры – 1730х1170х83 мм;
• Поглощающая площадь – 1,91 м2;
• Мощность – 1,91/1,81 кВт;
• Масса – 35,0 кг;
• Количество вакуумных трубок – 10 шт.

Вакуумные коллекторы (Бразилия)

Представлены единичными экземплярами, техническаяинформация по ним отсутствует.

(Китай)

Выпускает вакуумные коллекторы серии AL-HP. Технические характеристики:

• Габаритные размеры – от 2020х1240х180 до 2020х2440х180 мм (в зависимости от модели);
• Масса – от 51,0 до 97,0 кг (в зависимости от модели).

Как устроен коллектор вакуумного типа

Современные вакуумные приборы, обеспечивающие помещения теплом и горячей водой за счет солнечной энергии, технологически несколько разнятся и подразделяются на такие виды, как:

• трубчатый без стеклянного защитного покрытия;
• модуль с редуцированной конверсией;
• стандартный плоский вариант;
• устройство с прозрачной теплоизоляцией;
• воздушный агрегат;
• плоский вакуумный коллектор.

Все они имеют общее конструктивное сходство, так состоят из:

• внешней прозрачной трубы, откуда полностью выкачан воздух;
• нагреваемого патрубка, расположенного в большой трубе, где перемещается жидкий или газообразный теплоноситель;
• одного или двух сборных распределителей, к которым присоединяются трубы большего калибра и входит циркуляционный контур тонких, размещенных внутри, трубок.

Целиком конструкция чем-то напоминает термос с прозрачными стенками, в котором выдержан беспрецедентно высокий уровень тепловой изоляции. Благодаря этой особенности корпус внутренней трубки приобретает способность качественно прогреваться и полноценно отдавать энергетический ресурс циркулирующему внутри теплоносителю.

Разновидности вакуумных коллекторов

Разновидности вакуумных коллекторов

В конструкции коллекторов используются два типа стеклянных трубок:

• коаксиальные;
• перьевые.

Ознакомимся подробнее с каждым из них.

Трубка коаксиальная

Это своего рода термос, который состоит из двойной колбы. Наружная колба покрывается специальным веществом, поглощающим тепло. Между двумя трубками создается вакуум. Это позволило добиться того, что тепло при работе передается непосредственно от стеклянных колб.

Внутри каждой трубки находится еще одна – медная (ее заполняют эфирной жидкостью). При повышении температуры эта жидкость испаряется, передает накопленное тепло и стекает обратно в виде конденсата. Далее цикл повторяется снова и снова.

Трубка перьевая

Такого рода трубки состоят из одностенной колбы. К слову, по толщине стенок они существенно превышают коаксиальные аналоги. Медная трубка усиливается специальной гофрированной пластиной, обработанной влагопоглощающим веществом. Выходит, что воздух в данном случае выкачивается из всего теплового канала.

Такие каналы, к слову, тоже бывают разными:

• прямоточными;
• «Хит пайп».

Каналы типа «Хит пайп»

Теплообмен в вакуумном солнечном коллекторе типа “Heat Pipe”

Другое их название – тепловые трубы. Они работают следующим образом: эфирная жидкость в закрытых трубах при повышении температуры поднимается вверх по каналу, после чего конденсируется там в специально оборудованном теплосборнике. В последнем жидкость передает тепловую энергию и опускается вниз по трубке. Из теплосборника тепло передается дальше в систему при помощи циркулирующего теплоносителя.

Коаксиальная вакуумная трубка heat-pipe с 2-трубным manifold’ом

Характерно, что металлические трубки здесь могут быть не только медными, но и алюминиевыми.

Прямоточные каналы

В каждом из таких каналов в стеклянной трубке находятся сразу два металлических патрубка. По одному из них жидкость попадает в колбу, нагревается там и выходит по второму.

Итог

Стоит ли приобрести вакуумный аккумулятор? – в условиях, когда цены на газ и электроэнергию регулярно дорожают, объем добычи полезных ископаемых снижается, из-за их исчерпывания, экология земли находится в катастрофическом состоянии…Конечно стоит. И помните, что на вакуумный солнечный коллектор цена демократична.

Солнечные коллекторы способны обеспечить любой дом нужным количеством энергии и тепла, добывая их экологичным путем, и экономя их пользователям массу денег. Солнечные коллекторы способны окупить свою стоимость уже через пару лет, будучи автономным источником энергии и тепла. Это технология будущего.

Преимущества и недостатки

Солнечные вакуумные коллекторы имеют меньшие теплопотери, по сравнению с плоскими. Применение вакуумных нанотехнологий в производстве коллекторов позволило добиться высокой эффективности и надежности гелиосистем.

Рассмотрим главные плюсы использования вакуумных коллекторов:

1. Производительность. В трубках коллектора имеется вакуум – идеальный теплоизолятор, что позволяет поддерживать оптимальный уровень тепла даже в осенне-зимний период. За счет сохранения КПД на высоком уровне, производительность вакуумного коллектора на 40% превышает производительность плоского коллектора.
2. Надежность. Срок службы эксплуатации вакуумных коллекторов около 30 лет. Их долговечность и бесперебойность работы обязаны современным прочным материалам. В состав вакуумных трубок входит высококачественная медь. Внешний корпус трубок отлит из боросиликатного стекала, которое способно выдерживать высокие нагрузки. Применение вакуумных коллекторов особенно актуально для климатических зон, где шквалы, ураганы, град – не редкость.
3. Эффективность использования солнечной энергии. Цилиндрическая форма абсорбера вакуумного коллектора улавливает и удерживает даже рассеянную солнечную энергию, которую не способен преобразовать плоский корректор. С одного квадратного метра абсорбера вакуумной гелиосистемы можно удержать солнечной энергии на 40% больше, чем с аналогичной площади солнечной установки плоского типа. Закругленность трубок позволяет получать до 97% солнечной энергии с раннего утра и до позднего вечера.
4. Удобство в эксплуатации. В случае повреждения вакуумной трубки, ее замена происходит без остановки работы системы (не требуется слив циркулирующей жидкости). При недостатке тепла можно добавить несколько трубок, а при его избытке – временно снять. После чистки вакуумного коллектора от снега или оледенения, он быстро приходит в рабочее состояние. Поверхность коллектора обладает низкой тепловой инерцией, за счет тонкого стеклянного покрытия.
5. Дезинфекция воды. Температура нагрева воды при работе гелиосистемы достигает высоких показателей, что обеспечивает ее обеззараживание и предотвращает размножение патогенных организмов.
6. Легкость монтажа. При установке вакуумных коллекторов особых трудностей не возникает, главное, чего надо придерживаться – расположить коллектор под углом, чтоб дать возможность жидкости, внутри трубок, стекать вниз.

Недостатки солнечного отопления сводятся к крайне низкой эффективности при низких температурах и в ночное время, тем самым стоит вопрос о том, что эта система отопления не может быть единственной в доме. Так же вакуумные солнечные коллекторы стоят дороже плоских.

Солнечные установки вакуумного типа приобретают всю большую популярность среди населения и крупных компаний. Если раньше многих отпугивала цена вопроса, то сегодня стоимость оборудования несколько снизилась, а функциональные возможности – улучшились и модифицировались.

Средние цены

Как уже писалось выше, вакуумные солнечные коллекторы производят в нашей стране и многих странах мира. Для того чтобы понять порядок цифр, из которых складывается ситуация на рынке этих аппаратов, изучим сколько стоят вакуумные коллекторы, которые рассматривались выше, это:

• Стоимость солнечного коллектора «Сокол-Эффект» выпускаемого ВПК «НПО Машиностроения», по состоянию на 01.03.2017 года составляет — 21900,00 рублей.
• Стоимость коллекторов составляет для:

  

1. Серии R1 «SunRain» от 24000,00 до 60000,00 рублей в зависимости от конструкции.
2. Серии U от 18000,00 до 35000,00 рублей в зависимости от конструкции.

• Стоимость вакуумных коллекторов составляет:

1. Серия «УНИВЕРСАЛ», от – 47700,00 до 89700,00 рублей в зависимости от модели;
2. Серия «ДАЧА» от 17500,00 до 36000,00 рублей в зависимости от модели;
3. Серия «ДАЧА ЛЮКС» от 24500,00 до 37500,00 рублей в зависимости от модели;
4. Серия SCH от 25400,00 до 61700,00 рублей в зависимости от модели.

• Стоимость коллекторов составляет:

  

1. Модель FK 8200N 4H VS7E – 454 евро;
2. FK 8200N 4H VS7E – 420 евро.

• Стоимость коллекторов составляет:

1. Серия AL-HP — от 440 до 880 долларов.

Принцип работы вакуумной трубки типа СКЕ.

Ключевым моментом работы солнечной системы является стеклянная вакуумная трубка. Каждая вакуумная трубка состоит из двух стеклянных колб.

Внешняя колба выполнена из чрезвычайно крепкого боросиликатного стекла которое выдерживает удары града который падает со скоростью 18 м/с и имеет до 35 мм диаметре.

Внутренняя колба также выполнена из боросиликатного стекла и покрытая специальным трехуровневым покрытием с постепенным изменением поглощающих слоев ALN/AIN-SS/CU. За счет применения новых технологий достигается высокий коэффициент поглощения и низкая отбивающая способность, что позволяет достичь +380°С в середине трубки при прямом солнце, без вреда самому изделию.

Между двумя стеклянными колбами выкачивается воздух, чтобы создать вакуум, который препятствует обратной теплопроводности и конвекционным потерям тепла. В середине стеклянной колбы расположена герметическая тепловая трубка (HEAT PIPE), изготовленная из чистой красной меди в середине которой находится легкокипящая и испаряющаяся жидкость, которая выполняет функцию передачи тепла теплоносителю. Ниже на рисунке показан принцип работы вакуумной трубки.

Основная интенсивность солнечного излучения в наземных условиях находится в спектральном интервале 0.28 мкм – 3 мкм. Боросиликатное стекло пропускает волны солнечной радиации в диапазоне 0,4 мкм — 2,7 мкм. Проникая сквозь внешнюю прозрачную колбу, энергия задерживается на второй колбе, на которую нанесен высокоселективный непрозрачный слой абсорбера.

В результате поглощения света абсорбером и последующего его излучения длина волны увеличивается до 11 мкм. Стекло является непроницаемым барьером для электромагнитной волны такой длины. Солнечная энергия, попадая на абсорбер, находится в ловушке. Поглощая солнечное излучение, абсорбер даже без внешней колбы может нагреться до температуру +80°С. Нагретый до такой температуры абсорбер излучает тепловую энергию, которая, проникая сквозь тело второй колбы, передается на HEAT PIPE. За счет возникновения парникового эффекта, который базируется на накопленные энергии под стеклом, в середине второй колбы температура поднимается до +180°С. Это тепло нагревает легкокипящую и испаряющуюся жидкость, которая при +25°С — +30°С, превращаясь в пар, поднимаясь, переносит тепло в рабочую часть HEAT PIPE, где и происходит теплообмен с теплоносителем. Отдача тепла вынуждает пар конденсироваться и течь в нижнюю часть HEAT PIPE, и цикл повторяется опять.

Высокий коэффициент передачи тепла легко кипящей и испаряющейся жидкостью, незначительное её количество и относительно не большие размеры HEAT PIPE дают эффективную термическую теплопроводность. HEAT PIPE работает как термический диод. Теплопроводность очень высока в одном направлении (вверх) и низкая в обратном (вниз).

Для того, чтобы поддерживать вакуум между двумя стеклянными колбами на нижнюю внутреннюю часть колбы наносят слой бария. Он активно поглощает CO, CO, N, O, HO и H во время хранения и работы трубки. Слой бария также обеспечивает явное визуальное указание вакуумного статуса. Белый цвет означает, что нарушены условия вакуума.

Идеальная комбинация вакуумной и тепловой медной трубок дают нам следующие преимущества перед плоскими коллекторами:

Высокая тепловая эффективность. благодаря современным методам передачи тепла, высококачественное поглощающее покрытие.

Широкий спектр работы: благодаря малой тепловой емкости она способна работать при высокой облачности (в инфракрасном диапазоне лучей которые проходят сквозь тучи).

Каждая трубка работает не зависимо одна от другой. Так как антифриз не затекает в середину трубки, а его доступ ограничивается теплообменником, то в случае физического повреждения коллектор продолжает работать.

Меньший вес коллектора при лучшей эффективности работы самого коллектора.

Лучшая эффективность работы зимой благодаря вакууму. Трубка выдерживает морозы в -50°С.

Солнечные коллекторы (водонагреватели)

Продукция Отопление и горячее водоснабжение Солнечные коллекторы для отопления и ГВС: вакуумные, плоские и воздушные. Солнечные коллекторы (водонагреватели)

? Солнечный водонагреватель — это разновидность солнечного коллектора. Многим такое определение в принципе ничего не скажет. А если проще, то он преобразует прямые и рассеянные солнечные лучи в тепло (в отличие от солнечных модулей, которые преобразуют энергию солнца в электричество). Инфракрасное излучение, которое проходит сквозь облака, также поглощается и преобразуется в тепло. Солнечные водонагреватели применяются для домашнего и коммерческого горячего водоснабжения, отопления, нагрева воды для плавательных бассейнов и т. д.

Простым и понятным языком объясняется, чем отличаются солнечные панели и солнечные коллекторы в фильме канала Наука 2.0.

К слову сказать, первый такой агрегат был создан еще в 1767 году швейцарским ботаником Орасом Бенедиктом де Соссюром и по своей мощности он позволял приготовить суп. Конечно, в настоящий момент технологии шагнули далеко вперед. Сегодня мировой лидер по производству и применению солнечных коллекторов — Китай. К 2009 году суммарные площади установленных солнечных водонагревателей составили фактически 140 млн. м?. Этого достаточно для снабжения горячей водой примерно 60-ти млн. домохозяйств. Также очень широко применяются такие водонагреватели в Израиле, где примерно 85 % квартир оснащены данным оборудованием. Это обусловлено законом, принятым в 1976 году и обязывающим строить жильё со встроенными солнечными водонагревателями. Исключение составляют только высотные дома (более 9 этажей).

Нам пока в этом плане похвастать, к сожалению, нечем. И не потому, что у нас холоднее и «климат не позволяет», как многие говорят. Солнечные коллектора работают прекрасно и при низких минусовых температурах. В силу различных причин: незнания, предубеждения («не работает», «дорого»), сомнения в эффективности («вот сосед по даче Василий Петрович поставит у себя такую штуку, и я посмотрю, как она работает») или просто нежелания тратить пусть и небольшие, но деньги, — эта технология в России, в Кузбассе пока еще очень мало распространена. Да и на государственном уровне у нас про энергосбережение и возобновляемые источники энергии больше громких слов, чем конкретных мер. Конечно, разве это выгодно государству, когда граждане имеют возможность получать горячую воду фактически по цене холодной? А ведь в случае с солнечными коллекторами это именно так и происходит. Затратил небольшую сумму на приобретение оборудования, установил и пользуйся на здоровье. На даче, в загородном доме, пансионате, на ферме будет горячая вода и зимой, и летом. Надо только оптимально подобрать тип и модель солнечного водонагревателя в зависимости от Ваших нужд и потребностей.

?Инструкции пользователя:

• Солнечный коллектор серии «Дача». Система без давления.

• Солнечный коллектор круглогодичного использования. Серия «Универсал».

• Солнечный коллектор. Сплит-система.

Заполнить опросный лист on-line для подбора системы солнечных коллекторов

?При заказе до 30 апреля 2020г. скидки на солнечные водонагреватели «Дача-Эконом» и «Дача-Люкс» (только на складские позиции!). Наличие уточняйте по тел. 8 905-913-1013 или 8(3843)798-692 в любой день с 9.00 до 22.00.

*Данное предложение не суммируется с другими акциями и скидками.

• Солнечный водонагреватель Дача-Эконом-170 — 34 050 руб. — 24 200 руб.

• Солнечный водонагреватель Дача-Эконом-200 — 42 400 руб. — 26 200 руб.

• Солнечный водонагреватель Дача-Люкс-150 — 33 450 руб. — 23 100 руб.

• Солнечный водонагреватель Дача-Люкс-200 — 44 300 руб. — 26 500 руб.

? Прайс-лист на солнечные коллекторы вакуумные и плоские

Сезонный солнечный коллектор серии «Дача-Эконом» или «Дача-Люкс» поможет решить проблему горячего водоснабжения на Вашем дачном участке (и не только) практически без затрат на электричество. За счёт солнечной энергии эта система способна обеспечивать до 100 % ежедневной потребности в ГВС для бытовых и производственных целей. За счёт вакуума потери тепла в атмосферу минимальные.

Солнечный коллектор системы без давления является самым простым из гелиосистем для обеспечения горячего водоснабжения, не нуждается в насосе для продвижения потока воды, так как расположен выше точки или точек разбора воды.

Важно: солнечный коллектор с вакуумными трубками системы без давления эксплуатируется только в теплое время года (при положительной температуре окружающей среды), на зимний период воду из системы необходимо сливать. Для круглогодичного использования применяется уже система под давлением. Например, Компактный солнечный водонагреватель «Универсал» или Сплит-системы «Стандарт» и «Элит» с солнечным подогревом воды.

Преимущество вакуумных трубчатых солнечных коллекторов в том, что они имеют достаточно высокую эффективность при низкой интенсивности солнечного излучения, а также при отсутствии прямых солнечных лучей. Например, в пасмурную погоду, при высокой облачности.

Местом для установки солнечного коллектора может стать и крыша дома или других строений (плоская или скатная), и балконы, и какие-либо архитектурные выступы здания.

Немаловажный вопрос, который возникает практически у всех, как эта система работает. За счет чего достигается циркуляция и нагрев воды? Особенно в системах сезонного пользования, где не используется циркуляционный насос.

Конструкция вакуумной трубки коллектора схожа с конструкцией стеклянной колбы термоса. Трехслойные вакуумные трубки имеют высокую степень поглощения и высокую термостойкость, они соединяются с баком для воды, расположенным выше них. Когда вода в трубках нагревается, плотность её уменьшается и вода поднимается вверх — в бак. А холодная вода из бака течет вниз — в вакуумную трубку. Так обеспечивается циркуляция воды и теплообмен всей системы. Всё просто и знакомо нам из школьного курса физики.

Бак для воды должен находиться выше точек разбора воды, чтобы вода самотеком поступала к крану. При установке бака ниже точки разбора воды (например, на земле) для подачи воды наверх необходимо установить повысительный насос. Так работает солнечный водонагреватель сезонного типа.

В круглогодичных системах внутри вакуумной трубки находится медный нагревательный элемент с запаянной внутри легко кипящей незамерзающей жидкостью. Термосифонная система передачи тепла от солнечного коллектора системе ГВС осуществляется благодаря только естественной конвекции теплоносителя. Теплоноситель, нагретый в солнечном коллекторе, за счет перепада плотностей поднимается вверх и передает тепло через специальный накопительный теплообменник.

В пасмурные дни, при нехватке солнечной энергии контроллер включает электрический ТЭН для подогрева воды до необходимой Вам температуры. Такие системы великолепно работают на базах отдыха, ресторанах и кафе, мастерских и просто на дачах.

Многих волнует вопрос, насколько прочны стеклянные трубки коллектора. Вакуумные трубки сделаны из высококачественного, сверхпрочного боросиликатного стекла, что обеспечивает защиту их от града диаметром до 35 мм и падающего со скоростью до 18 м/с, а также и других механических повреждений. Хотя при желании сломать, конечно, можно всё. Осторожность при обращении со стеклом, даже и сверхпрочным, все-таки не повредит.

Отдельно следует сказать о накопительном баке для воды. Бак двухслойный. Внешний слой бака для воды изготавливается из высококачественных материалов – низкоуглеродистой (для сезонных систем) или нержавеющей полированной стали (для круглогодичного пользования) с содержанием титана. Это обеспечивает высокую коррозийную стойкость и длительный срок эксплуатации.

Внутренний слой во всех системах – нержавеющая сталь.

Высокая температура воды в баке при полном отсутствии солнечного света поддерживается до 72 часов за счет того, что между внешним и внутренним слоями бака используется современный высокоэффективный теплоизолирующий материал — пенополиуретан.

Сборка и монтаж солнечного водонагревателя не занимает много времени. Благодаря прилагаемым к каждому комплекту подробным инструкциям с фотографиями сборки можно легко самостоятельно справиться с установкой и монтажом солнечного коллектора на Вашем дачном участке.

В собранном виде комплект солнечного коллектора «Дача» легко помещается в кузове легкового автомобиля «универсал». Водонагреватель не требует ухода и затрат на эксплуатацию, ведь на даче и в загородном доме и так хватает забот. Всеми процессами управляет электронный контроллер: не допускает перегрева воды в баке, осуществляет дозаправку при низком её уровне и т.д.

Ну, и очень важное, пожалуй, для многих из нас – это стоимость. Для примера, цена Солнечного водонагревателя «Дача-Эконом» с баком 125 л – 23 120 руб. Что сюда входит: бак для воды; подпорная рама, на которой крепится вся конструкция; вакуумные трубки 10 шт.; электронный контроллер.

Кроме того, солнечный коллектор + тепловой насос = идеальный тандем. Это экономичное, идеально подогнанное друг к другу решение для ГВС и отопления Вашего дома. Такой вариант есть и в Новокузнецке, смотрите на страничке Наши работы.

Чтобы детально ознакомиться с практикой подобных решений, смотрите видео

Принцип работы вакуумных трубок

Функция вакуумированных трубок солнечного коллектора – поглотить солнечное излучение и не дать выйти в окружающую среду. Тепловая энергия может покинуть рабочую часть вакуумного солнечного коллектора двумя способами – за счет прямой теплоотдачи и в виде ИК-излучения.

Полость между стеклянными стенками практически полностью исключает возможно прямой отдачи тепла в вакууме нет молекул веществ, которые могли бы осуществить его перенос.

Селективное покрытие (абсорбент) обеспечивает поглощение солнечной энергии и не позволяет ей выйти наружу. Существуют разные типы таких покрытий, отличающиеся поглощательной и излучательной способностью.

Некоторую часть солнечного излучения отражает стекло, но она незначительна – видимы свет составляет только часть поглощаемого спектра. Качественные коллекторы изготавливают из боросиликатного стекла высокой прочности, которое стойко к механическим повреждениям.

Боросиликатное стекло сложно поцарапать или заматовать, оно служит десятки лет без изменения пропускной способности.

Принцип работы вакуумного солнечного коллектора

От обычных гелиосистем вакуумный солнечный коллектор отличается способом переработки солнечной энергии. Классическая батарея просто принимает свет и преобразовывает его в электричество. Коллектор же состоит из стеклянных трубок с воссозданным внутри вакуумом. В единую систему они объединяются посредством специальных стыковочных узлов.

Внутри каждой трубки располагается канал из одного или двух медных стержней с теплоносителем. Улавливая солнечные лучи, действующий элемент нагревает материал-теплоноситель, таким способом обеспечивая работу коллектора.

За счет такой конструкции уровень энергоотдачи значительно возрастает, а теплопотери существенно снижаются, так как вакуумная прослойка позволяет сохранить около 95 % улавливаемой солнечной энергии.

Кроме того, уменьшается зависимость производительности коллектора от сезонности, температуры окружающей среды и различных погодных условий, как то: порывы ветра, переменная облачность, выпадение осадков и пр.

Плоские коллекторы

Плоский солнечный коллектор нагревает теплоноситель при помощи пластинчатого абсорбера. Устроен он довольно просто. По сути, это пластина теплоемкого металла, выкрашенная сверху в черный цвет специальной краской. К нижней поверхности пластины плотно прилегает (приваривается) змеевидная трубка, по которой и циркулирует жидкость.

Черная селективная краска обеспечивает максимальное поглощение солнечных лучей, причем их отражение практически равно нулю. Поглощенные лучи прогревают теплоноситель под абсорбером, он, в свою очередь, подается далее в систему. Для минимизации теплопотерь применяются теплоизоляция абсорбера от корпуса коллектора и закаленное стекло, почти не содержащее окислов железа. Оно устанавливается над абсорбером и выполняет функцию верхней крышки корпуса. Кроме того, использование подобного стекла позволяет создать своеобразный «эффект парника», что еще больше увеличивает прогрев абсорбера, а значит, и температуру теплоносителя.

Плоские солнечные коллекторы: устройство

Гелиоколлектор плоского типа состоит из алюминиевого короба, сверху которого установлено защитное стекло с абсорбционным слоем. Внутри корпуса расположены медные трубки, впускной и выпускной патрубки. Дно и стенки короба защищены самым надежным теплоизолирующим элементом – минеральной ватой.

Некоторые модели плоских коллекторов могут также иметь под стеклом слой пропиленгликоля, который выполняет функцию поглотителя солнечных лучей. Это увеличивает его КПД, обеспечивая оборудованию максимальную производительность вне зависимости от сезона.

Достоинства и недостатки плоских гелиоколлекторов

К главным преимуществам плоских солнечных коллекторов относят:

• Способность к самоочищению в случае выпадения осадков в виде снега или инея;
• Высокие показатели в соотношении «цена/качество», что характерно для южных регионов с теплым климатом;
• Высокий КПД при эксплуатации в летний сезон;
• Сравнительно невысокая стоимость в отличие от других гелиоконструкций.

Основными недостатками таких систем являются:

• Высокие теплопотери, обусловленные конструктивными признаками установок;
• Небольшой КПД при функционировании осенью и зимой;
• Сложности в ходе перевозки и монтажа гелиосистем;
• Максимальные затраты в случае выполнения ремонтных работ;
• Повышенная парусность гелиоустановки.

Сфера применения плоских солнечных коллекторов

Несмотря на недостатки, данный тип гелиосистем используется для сезонного нагрева горячей воды. Плоские гелиоколлекторы используются:

• Для горячего водоснабжения летнего душа;
• Для подогрева воды в бассейне до нужной температуры;
• Для обогрева теплиц.