Гелиоколлектор — как выбрать или сделать самому?

Гелиоколлектор или солнечный коллектор – это основной элемент гелиосистемы, предназначенной для преобразования энергии солнечных лучей в тепло.

Принцип работы гелиоколлектора

В основу работы коллектора заложен принцип поглощения энергии солнечных лучей в видимом и инфракрасном диапазонах и передачи ее теплоносителю. В теплоносителе, в свою очередь, полученный объем энергии передается для дальнейшего преобразования.

Виды и типы гелиоколлекторов

Солнечные коллекторы бывают следующих видов.

Плоские

Наиболее распространенный тип элемента гелиосистемы. Это панель, как правило прямоугольной формы,
основой которой служит несущий каркас с теплоизоляцией (боковые стороны и нижняя стенка) и абсорбер (устройство для поглощения солнечной энергии), соединенный с теплопроводом. Теплопровод выполняется из медных трубок, обусловлено это теплопроводностью металла. С наружной стороны абсорбер покрывается закаленным стеклом. Устройство оборудовано патрубками для входа и выхода теплоносителя.

Лучевые потоки солнца (видимые и инфракрасные) попадают на абсорбер и нагревают его. Тепло, полученное абсорбером переходит в теплоноситель, который подаётся далее на элементы системы. Вода в данной системе является теплоносителем. В регионах, где температуры не бывают отрицательными, кроме воды используют и другие жидкости, которые способны не замерзать в сложных климатических условиях.

Достоинства:

• Универсальность применения;
• Высокая степень надежности;
• Эффективность в работе;
• Неприхотливость к условиям эксплуатации;
• Возможность эксплуатации круглый год;
• Длительный срок эксплуатации.

Недостатки:

• Низкий КПД использования;
• В случае повреждения требуется полная замена.

Вакуумные

Также распространенный тип солнечных коллекторов. Данный тип коллекторов различается по конструкции: бывают вакуумные коллекторы трубчатого вида и в виде плоских коллекторов.

Главной составляющей вакуумных коллекторов является тепловая труба, которая состоит из двух трубок различного диаметра, помещенных одна в другую с вакуумным зазором между ними.

Конструкция коллектора состоит из корпуса, в который помещено несколько вышеописанных трубок, которые соединены в верхней своей части с теплопроводом. Под воздействием солнечных лучей, попадающих на наружные трубки, являющиеся абсорбером, нагревается специальная жидкость, которая помещена в медные трубки меньшего диаметра. Нагреваясь до определённых параметров, жидкость начинает испаряться, парообразные массы при этом поднимаются вверх, где передает свою энергию теплоносителю. Отдав тепловую энергию, пар конденсируется и охлаждённая жидкость стекает вниз. Данный процесс циклически повторяется.

Достоинства:

1. Высокая эффективность работы в течение всего календарного года;
2. Высокий КПД;
3. Универсальность применения.

Недостатки:

1. Малый срок эксплуатации, требуется профилактическая замена трубок;
2. Низкая надежность (подверженность разрушения под воздействием града, нарушение герметичности трубок);
3. Большие габариты и вес агрегата;
4. Невозможность эксплуатации в регионах с температурой окружающего воздуха ниже 0 градусов (образование инея, налипание снега на приемную поверхность).

Воздушные

Менее эффективные агрегаты, которые не могут в полном объеме осуществлять обогрев помещений. Принцип действия основан на том, что наружный воздух, проходя через отверстия (щели) в конструкции коллектора на поверхности абсорбера нагревается, и через отверстия (щели), с внутренней стороны корпуса попадает внутрь помещений. Нагрев абсорбера осуществляется за счет температуры окружающего воздуха.

Достоинства:

• Простота конструкции;
• Не требует профилактических работ;
• Долговечность.

Недостатки:

• Низкий КПД;
• Большие габариты агрегатов.

Установка вентилятора в систему подачи воздуха увеличивает оборот воздуха, что позволяет несколько увеличить КПД, но все равно устройства данного типа не могут обеспечить потребителя тепловой энергией в требуемом объеме.

Пригоден ли гелиоколлектор для отопления дома?

Существующие типы и конструкции гелиоколлекторов позволяют использовать гелио-системы круглый год. Однако мощность данных установок такова, что позволяет осуществлять отопление дома лишь в межсезонье, а в зимний период только дополнять традиционные способы получения тепла, как то: газ, уголь, печное топливо. Монтаж и использование гелиоколлекторов снижает расходы на потребление основных энергоносителей.

С уверенностью можно сказать, что солнечные коллекторы могут решить задачу и наличия горячей воды дома в полном объеме.

Как сделать гелиоколлектор своими руками

Имея начальные знания о схеме устройства гелиосистемы и элементарные навыки обращения с ручным инструментом, можно сделать простой вариант гелиоколлектора, который не будет обладать показателями работы промышленно изготовленных агрегатов, но для нагрева воды вполне может быть использован.

Для наиболее простого и дешевого варианта потребуются (в соответствии со схемой):

• 1 – змеевик, можно использовать из старого холодильника;
• 2 – подложка змеевика (может быть из резины или другого материала);
• 3 – фольга;
• 4 – несущая конструкция (может быть разнообразной по форме и материалам);
• 5 — накопитель нагретой воды;
• 6 – емкость для холодной воды.

Каркаса, несущая конструкция, должна соответствовать размеру змеевика, и изготавливается из материалов, имеющихся в наличии. На дно основания каркаса укладывается подложка из резины, на нее настилается фольга, укладывается и закрепляется змеевик. На боковых стенках каркаса необходимо предусмотреть отверстия для подачи и выпуска воды, а также вырезать и установить на каркас защитное стекло, если такое есть в наличии. Если его нет, устройство работать будет, но снизится КПД установки.

Емкость с холодной водой, солнечный коллектор и накопитель нагретой воды соединяются трубами, с таким расчетом, чтобы холодный резервуар располагался выше коллектора. Рекомендуется установить коллектор с южной стороны здания (помещения) и расположить его под наклоном к солнечным лучам, чтобы была возможность максимально поглощать солнечную энергию.

Холодная вода, за счет атмосферного давления, будет поступать в гелиоколлектор, нагреваться и под естественным давлением поступать в емкость накопитель нагретой воды.

Средние цены на гелиоколлекторы

Гелиосистема в целом и гелиоколлектор в отдельности — это дорогое приобретение, при выборе которого необходимо определить целесообразность применения именно этого вида альтернативной энергии в конкретном случае. Рассчитать окупаемость установки. В среднем, окупаемость гелиосистем составляет 5-7 лет.

На отечественном рынке альтернативных источников энергии гелиогнераторы представлены отечественными и зарубежными производителями. В России производством данного оборудования занимаются: ООО «СоларИннТех» и ЗАО «Телеком-СТВ» (г. Зеленоград), ОАО «Рязанский завод металлокерамических приборов», ООО «Солнечный ветер». За рубежом солнечные коллекторы разрабатывают и выпускают: «Suntech» и «Yingli Green Energy» Китай, «Hanwha Solar One» Корея, «Canadian Solar» Канада, «Solarworld» Германия.

Рассмотрим некоторые отечественные и зарубежные образцы.

 Отечественные разработчики и изготовители

Вакуумный солнечный коллектор Alista, выпускает компания «Алиста» г. Симферополь. Стоимость 37000 рублей.

Основные характеристики:

• бак-аккумулятор на 240 литров;
• трубки вакуумные Simple;
• металлоконструкция под углом 40°;
• поплавковый клапан;
• контроллер М8.

Солнечный коллектор. Стоимость 22 000 рублей.

Основные параметры:

• коллектор плоской конструкции;
• возможность эксплуатации круглый год;
• монтаж производится наклонно.

Зарубежные производители

Солнечный коллектор НР 12 Heat Pipe. Производитель «Solar», Германия. Стоимость 43 400 рублей.

Основные характеристики:

1. коллектор с вакуумным принципом работы;
2. принцип его работы происходит без давления;
3. возможность эксплуатации круглый год;
4. количество трубок в устройстве равно 12;
5. Толщина использованного стекла — 1.6;
6. монтаж производят наклонно;
7. КПД достигает 99.0%.

Солнечный коллектор АТМОСФЕРА СВК-Twin Power-20. Выпускает компания «Atmosfera», Китай. Стоимость 48 618 рублей.

Основные параметры:

• Принцип вакуумной работы;
• Относительно малый вес — 83.0 кг;
• Изоляционным материалом является вата минеральная;
• Медный материал в теплообменнике.

Солнечный коллектор АТМОСФЕРА СВК-Twin Power-30. Производитель компания «Atmosfera», Китай. Стоимость 74145 рублей.

Существенные параметры:

1. работа вакуумным принципом;
2. вес равен 121.0 кг;
3. в качестве изоляционного материала использована вата минеральная;
4. медные материалы в изготовлении устройства теплообменника.

Солнечный коллектор. Страна изготовитель – Швеция. Стоимость от 40000 рублей.

Основные характеристики:

• плоская конструкция коллектора;
• возможность использования круглый год;
• монтаж производят наклонно.

Гелиосистема Атмосфера-Просто 150 литров. Страна изготовитель – Китай. Стоимость 93184 рубля.

Технические параметры и комплектация:

1. Область применения – горячее водоснабжение;
2. Производитель – компания «Атмосфера®»;
3. 150-литровый объем емкости;
4. Круглогодичное использование;
5. Солнечный коллектор «Сокол-Эффект М»;
6. Ёмкость накопительная;
7. Насосная группа;
8. Контроллер;
9. Теплоноситель пропиленгликоль.

Особенности использования гелиоколлекторов

Гелиоколлекторы используют в замкнутых и незамкнутых гелиосистемах для горячего водоснабжения и отопления помещений.

Хотя стоимость установок достаточно высока, но тем не менее благодаря высокому КПД установок, низкой себестоимости получаемой энергии и экологической безопасности, гелиосистемы и соответственно гелиоколлекторы прочно вошли в нашу жизнь.

Наиболее широкое распространение подобные системы получили в южных регионах страны, где они применяются на крупных предприятиях и в индивидуальных хозяйствах. При помощи гелиосистем обеспечиваются горячим водоснабжением производства и жилые дома, они включаются в производственные цепочки при сушке овощей и фруктов, применяются для обогрева промышленных зданий и частных домовладений.

Еще одним из направлений использования стало применение гелиоколлекторов для подогрева воды в бассейнах.

Как видно из приведенной выше информации, выбрать или изготовить гелиоколлектор может каждый по своему желанию, была бы поставлена цель, а ее достижение вполне реально в существующем мире.

---

Вероятно, Вам также понравятся следующие материалы:

Воздушный солнечный коллектор

Гелиосистема для нагрева воды, что это такое, своими руками и для отопления дома

---