Солнечный коллектор для нагрева: Система нагрева воды с помощью солнечных коллекторов

Солнечный коллектор

Солнечный коллектор – установка для сбора и преобразования солнечной энергии в тепловую.  Сегодня солнечные водонагреватели — это высокотехнологичные устройства, в которых применяются новейшие материалы. Солнечные коллекторы — неотъемлемый элемент современных систем солнечного отопления и горячего водоснабжения.
Легкость монтажа, удобство обслуживания, и самое главное, снижение затрат на отопление здания и нагрев воды, делает солнечные коллектора все более популярными.

Область применения солнечных коллекторов

• • Дома, дачи, коттеджи
  • Промышленные комплексы, сельскохозяйственные предприятия, теплицы
  • Больницы, поликлиники, санаторно-профилактические учреждения и другие учреждения здравоохранения
  • Спортивно-оздоровительные комплексы: стадионы, бассейны,  туристические базы, зоны отдыха
  • Детские заведения: школы, детские сады, центры детского творчества, лагеря
  • Гостинично-туристические комплексы
  • Торгово-развлекательные центры, магазины, пункты общественного питания (рестораны, кафе, столовые и т. д.)
  • Офисы
  • Объекты железнодорожного транспорта, портов, МЧС
  • Автомойки, автозаправочные станции

Зачем нужен солнечный коллектор?

Солнечные коллекторы предназначены для нагрева воды. При попадании солнечного излучения на трубки коллектора осуществляется нагрев теплоносителя.

Виды солнечных коллекторов:

• Сезонные солнечные коллектора
• Всесезонные солнечные коллектора

 

Сезонные солнечные коллектора нагревают непосредственно воду, которая в последствии используется в системе горячего водоснабжения. Солнечные коллекторы долговечны и неприхотливы в обслуживании  – минимальный срок эксплуатации составляет 15 лет без потери производительности.

Сезонный солнечный коллектор — самый простой вариант. Его корпус имеет трубчатое исполнение. Циркуляция теплоносителя в таких солнечных коллекторах происходит без использования насосов за счет термосифонного эффекта. Прямая передача тепла от солнца непосредственно к теплоносителю и низкая цена является основными преимуществами данного типа солнечных вакуумных коллекторов.

Преимущества сезонного коллектора: 

Основные плюсы сезонного коллектора – в сезон с апреля по октябрь обеспечивают 75% всей горячей воды на объекте, а с мая по сентябрь -100%

Купить солнечный коллектор:

Стоимость всей системы сезонного коллектора с 200-литровым баком под ключ составляет 650 $

 

Принцип работы солнечного коллектора

Трубчатый элемент состоит из 2-х стеклянных трубок: одна расположена внутри другой, их торцы запаяны, а пространство между ними заполнено вакуумом. Наружная трубка прозрачная, на внутреннюю нанесено специальное покрытие для лучшего поглощения солнечной энергии. По внутренней трубке циркулирует вода, а вакуумная прослойка позволяет сохранять до 95% тепла.

Накопительный бак устроен по принципу термоса — он состоит из наружного и внутреннего резервуара, пространство между которыми заполнено теплоизоляцией из полиуретана. Внешний бак выполнен из обычного металла окрашенного порошковой краской. Внутренний бак изготовлен из нержавеющей стали, так как в нём циркулирует вода. Она поступает туда через отдельный приёмный бачок с отсекателем давления, расположенный сверху.

Циркулируя по трубкам, вставленным в бак, вода нагревается от энергии солнца, накапливается в баке и затем поступает в потребление

Всесезонный солнечный коллектор

Плоский солнечный коллектор Стоимость системы на основе плоского солнечного коллектора с 250-литровым баком под ключ составляет 1 700 $	Солнечный вакуумный коллектор Стоимость системы на основе вакуумного солнечного коллектора с 250-литровым баком под ключ составляет 1 850 $

 

Солнечный коллектор цена в Днепре

Узнать цену на солнечный коллектор можно связавшись с нами через удобные для вас контакты

Наши клиенты получили:

• Бесплатную горячую воду и помощь системе отопления
• Надежное оборудование европейского производителя Apricus и украинских производителей
• Заводскую гарантию 5 лет
• Расширенную клиентскую поддержку
• Уменьшение первоначальных затрат
• Экономию на коммунальных расходах

Наша компания предоставляет полный комплекс услуг «под ключ».

Емкостный и эффективный солнечный коллектор

О продукте и поставщиках:

Снизьте потребление энергии в жилых и коммерческих помещениях с помощью инновационных решений премиум-класса. солнечный коллектор с Alibaba.com. Солнечные устройства идеально подходят для различных климатических условий и особенно подходят для нагрева воздуха в холодное зимнее время года. Эти расширенные функции и новейшие технологии. солнечный коллектор подходят для нагрева воды и сушки круп. Наиболее. солнечный коллектор включают резервуары из нержавеющей стали, которые ..... 
Использование солнечного излучения для удовлетворения различных потребностей в энергии становится все более популярным среди людей, поскольку это экономичный вариант, обеспечивающий лучшая полезность. Эти. солнечный коллектор обладают превосходной адаптируемостью ко многим условиям, даже к воде. Они также могут устанавливаться как на плоских, так и на наклонных крышах.  Вы можете выбрать прочный. солнечный коллектор с прочным металлическим защитным стеклом, способным выдержать вес взрослого человека. Изоляционные слои этих. солнечный коллектор изготавливаются из пенополиуретана, полученного с помощью пенопласта под высоким давлением, для повышения прочности. 
Alibaba.com предлагает множество вариантов. солнечный коллектор различного размера, качества, функций и других аспектов в зависимости от модели продукта и индивидуальных требований. Эти продукты включают медные трубы, оборудованные теплопроводной средой, и вакуумные трубки для предотвращения помех с термическим КПД. Файл. солнечный коллектор на сайте поставляются с антибликовым слоем, антиабсорбционным слоем, инфракрасным отражающим слоем и геттером для продолжения процесса нагрева воды. Эти. солнечный коллектор с уникальным дизайном помогают в автоматическом процессе подачи воды и стабилизации температуры воды . . 
Изучите широкий спектр. солнечный коллектор на Alibaba.com, что соответствует требованиям вашего бюджета, и покупайте эти продукты, экономя деньги. Эти продукты поставляются с несколькими вариантами настройки и гарантируют качество от ведущих производителей. солнечный коллектор поставщики и оптовики. Вы также можете выбрать послепродажное обслуживание, такое как установка и обслуживание.

Солнечный коллектор, автономное отопление, солнечные водонагреватели

Просьба уточнять цены по телефону +7 (927) 214 21 40 Солнечный   коллектор (а также его разновидность – солнечный водонагреватель) – преобразователь тепловой  энергии  Солнца.  В своей работе солнечный коллектор использует видимый свет и ближние ИК лучи и обеспечивает поглощение широкого спектра солнечного излучения в любую погоду, вне зависимости от внешней температуры воздуха, благодаря чему солнечный коллектор действует с большей эффективностью. Использование коллекторов преследует две цели. Во-первых, с их помощью организуют автономное отопление в производственных или складских помещениях. Во-вторых, солнечные водонагреватели применяют для  обеспечения горячего водоснабжения. При этом современные солнечные водонагреватели способны довести воду до кипения даже при отрицательной температуре воздуха и могут одновременно обеспечивать водоснабжение для хозяйственных нужд и организовывать автономное отопление. Солнечный коллектор, в отличие от батареи, не генерирует электричество, а нагревает материал-носитель. Существует несколько разновидностей данного типа агрегатов, наиболее известные из которых – это плоские и вакуумные солнечные коллекторы, в основе которых – сеть вакуумных трубочек, служащих единицей преобразования энергии. Вакуумный солнечный коллектор улавливает излучение, которое позволяет получить больше тепла, и передает воде, к примеру, для обеспечения автономного отопления. Такие системы, где полученная энергия тратится на нагрев воды, получили название солнечные водонагреватели. Принцип и алгоритм работы солнечных водонагревателей может быть разный, но чаще всего такой солнечный коллектор собирает энергию за счет нагрева (до 230 градусов) специального селективного покрытия на внутренней стороне трубки. Далее с помощью встроенного в солнечные водонагреватели устройства происходит передача энергии в бак-накопитель, где осуществляется нагрев воды. После этого солнечные водонагреватели отправляют воду на хозяйственные нужды или в систему, обеспечивающую автономное отопление. Таким образом, солнечные водонагреватели позволяют удовлетворять большую часть потребностей в горячей воде, служить в качестве источника дополнительной энергии для отопительной системы или обеспечивать автономное отопление. Более подробный список оборудования смотрите в прайс-листе.

Какой принцип работы солнечных коллекторов для нагрева воды, что в них входит и из чего состоят?

Как следует из названия, солнечные коллекторы используют солнечную энергию. Работу солнечного коллектора можно изобразить следующим образом:

Солнечный коллектор для нагрева воды состоит из двух основных частей:

1 сам солнечный коллектор

2 теплообменный аккумулятор

Между двумя этими элементами циркулирует теплоноситель, в роли которого, как правило, выступает вода, иногда — воздух.

Солнечный коллектор состоит из таких элементов как: кофр, в который заключены все детали устройства, абсорбер (элемент, поглощающий солнечные излучения), термоизолирующий слой.

Основным элементом системы является абсорбер. Весь секрет заключается в специальном покрытии (селективное покрытие, придающее абсорберу слегка радужный синеватый цвет), которым покрывают абсорбер, именно благодаря ему абсорбер может поглощать солнечный свет.

Стоит отметить отдельно, что мало абсорбер покрасить темным цветом (черным), такое устройство, конечно, будет нагревать воду, но в разы менее эффективно, нежели то, которое имеет абсорбер, выкрашенный, а точнее, покрытый, специальным селективным покрытием.

Я предлагаю посмотреть очень интересное и поучительное видео, в нем Вы найдете ответы на все оставшиеся вопросы:

Существуют различные конструкции солнечных коллекторов:

---

• водяные плоские,

---

• водяные вакуумные

---

Из низ, самым простым и дешевым является воздушный солнечный коллектор, а наиболее дорогостоящим — вакуумный. Многие люди, видя перспективность такой установки пытаются самостоятельно изготовить солнечный коллектор, даже в интернете можно найти разнообразные идеи и попытки реализации подобного устройства. Конечно, заводские коллекторы куда эффективнее, но стоит учитывать также и тот факт, что народные умельцы делают свои поделки из подручных материалов, соответственно, стоимость их невелика.

Солнечный коллектор — Energy Education

Рисунок 1. Солнечный коллектор. ^[1]

Солнечный коллектор — это устройство, которое собирает и/или концентрирует солнечное излучение 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 помощью водонагревателя, потенциально снижая затраты на электроэнергию с течением времени.Как и в бытовых условиях, большое количество этих коллекторов можно объединить в массив и использовать для выработки электроэнергии на солнечных тепловых электростанциях.

Типы солнечных коллекторов

Существует множество различных типов солнечных коллекторов, но все они сконструированы с учетом одной и той же основной предпосылки. В общем, есть некий материал, который используется для сбора и фокусировки энергии Солнца и ее использования для нагрева воды. В простейшем из этих устройств используется черный материал, окружающий трубы, по которым течет вода. Черный материал очень хорошо поглощает солнечную радиацию, а поскольку материал нагревает окружающую воду. Это очень простая конструкция, но у коллекционеров она может быть очень сложной. Пластины-поглотители можно использовать, если нет необходимости в сильном 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 просто металлические ящики с каким-то прозрачным остеклением в качестве крышки поверх темной поглощающей пластины.Стороны и дно коллектора обычно покрыты изоляцией, чтобы свести к минимуму потери тепла в другие части коллектора. Солнечное излучение проходит через прозрачный материал остекления и попадает на поглощающую пластину. ^[4] Эта пластина нагревается, передавая тепло либо воде, либо воздуху, находящемуся между остеклением и поглощающей пластиной. Иногда эти поглощающие пластины окрашиваются специальными покрытиями, предназначенными для поглощения и сохранения тепла лучше, чем традиционная черная краска. Эти пластины обычно изготавливаются из металла, который является хорошим проводником, обычно из меди или алюминия. ^[4]

Вакуумные трубчатые коллекторы

Рис. 3. Схема вакуумно-трубчатого солнечного коллектора. ^[5]

В этом типе солнечного коллектора используется ряд вакуумных трубок для нагрева воды для использования. ^[2] Эти трубки используют вакуум или откачанное пространство для улавливания солнечной энергии и минимизации потерь тепла в окружающую среду. У них есть внутренняя металлическая трубка, действующая как поглотительная пластина, которая соединена с тепловой трубой для переноса тепла, собранного от Солнца, к воде.Эта тепловая трубка, по сути, представляет собой трубу, в которой жидкость находится под особым давлением. ^[6] При этом давлении в «горячем» конце трубы находится кипящая жидкость, а в «холодном» конце конденсируется пар. Это позволяет тепловой энергии более эффективно перемещаться от одного конца трубы к другому. Как только тепло от Солнца перемещается от горячего конца тепловой трубы к конденсирующему концу, тепловая энергия передается в нагреваемую воду для использования. ^[2]

Коллекторы Line Focus

Рисунок 4.Схема линейного солнечного коллектора. ^[7]

В этих коллекторах, иногда называемых параболическими желобами, используются материалы с высокой отражающей способностью для сбора и концентрации тепловой энергии солнечного излучения. ^[8] Эти коллекторы состоят из отражающих секций параболической формы, соединенных в длинный желоб. ^[2] Труба, по которой течет вода, помещается в центр этого желоба так, чтобы солнечный свет, собранный отражающим материалом, фокусировался на трубе, нагревая 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 получения тепла от Солнца, особенно те, которые могут вращаться, отслеживая Солнце в небе, чтобы обеспечить максимальный сбор солнечного света. ^[2]

Коллекторы точечного фокуса

Рис. 5. Точечный солнечный коллектор. ^[9]

Эти коллекторы представляют собой большие параболические тарелки, состоящие из некоторого отражающего материала, которые фокусируют солнечную энергию в одной точке.Тепло от этих коллекторов обычно используется для привода двигателей Стирлинга. ^[2] Хотя они очень эффективны в сборе солнечного света, они должны активно отслеживать Солнце по небу, чтобы иметь хоть какую-то ценность. Эти тарелки могут работать по отдельности или объединяться в массив, чтобы собирать еще больше солнечной энергии. ^[10]

Коллекторы с точечным фокусом и аналогичные устройства также могут использоваться для концентрации солнечной энергии для использования с концентрированными фотоэлектрическими элементами. В этом случае вместо производства тепла энергия Солнца преобразуется непосредственно в электричество с помощью высокоэффективных фотоэлектрических элементов, разработанных специально для использования концентрированной солнечной энергии.

Для дальнейшего чтения

Для получения дополнительной информации см. соответствующие страницы ниже:

Ссылки

1. ↑ Wikimedia Commons [в сети], доступно: https://commons.wikimedia.org/wiki/File:Flatplate.png

Г. Бойль. Возобновляемая энергия: энергия для устойчивого будущего , 2-е изд. Оксфорд, Великобритания: Издательство Оксфордского университета, 2004.

2. ↑ Викисклад. (10 августа 2015 г.). Плоский застекленный коллектор [Онлайн]. Доступно: https://upload.wikimedia.org/wikipedia/commons/4/40/Flat_plate_glazed_collector.gif
3. ↑ ^{4.0 4.1} Фласолар. (10 августа 2015 г.). Плоские солнечные коллекторы [Онлайн]. Доступно: http://www.flasolar. com/active_dhw_flat_plate.htm
4. ↑ Викисклад. (10 августа 2015 г.). Вакуумный трубчатый коллектор [Онлайн]. Доступно: https://upload.wikimedia.org/wikipedia/commons/4/47/Evacuated_tube_collector.gif
5. ↑ RedSun. (10 августа 2015 г.). Вакуумный трубчатый коллектор [Онлайн]. Доступно: http://www.redsunin.com/products/evacuated-tube-collector-solar-water-heaters/
6. ↑ >Викисклад. (10 августа 2015 г.). Line Focus Collector [Онлайн]. Доступно: https://upload.wikimedia.org/wikipedia/commons/thumb/a/ad/Solarpipe-scheme.svg/2000px-Solarpipe-scheme.svg.png
7. ↑ Министерство энергетики США.(10 августа 2015 г.). Солнечный коллектор Line Focus [Онлайн]. Доступно: https://www.eeremultimedia.energy.gov/solar/photographs/line_focus_solar_collector
8. ↑ Викисклад. (10 августа 2015 г.). Солнечный двигатель Стирлинга [Онлайн]. Доступно: https://upload.wikimedia.org/wikipedia/commons/5/59/SolarStirlingEngine.jpg
9. ↑ Солнечные дома JC. (10 августа 2015 г.). Концентраторы и плоские коллекторы [онлайн]. Доступно: http://www.jc-solarhomes.com/COLLECTORS/concentrators_vs_flat_plates.htm

Солнечные коллекторы | SUNY Geneseo

Фон

   

Солнечные коллекторы

Тепловой конденсатор

 

Теплица

 Солнечные коллекторы и тепловой конденсатор были одним из первых проектов, когда создавался eGarden. Солнечные коллекторы имеют деревянную раму и полны раздавленных банок из-под газировки, выкрашенных в черный цвет. Поверхность каждой коробки представляет собой слой пластика, того же материала, из которого сделана теплица.Эти черные ящики нагреваются солнцем в течение дня, а затем соединяются с помощью изолированных сушильных трубок с металлическим мусорным баком , который также наполнен дроблеными банками и изолирован домашней изоляцией. Эта банка, называемая тепловым конденсатором, находится внутри теплицы и сохраняет тепло в течение дня, поскольку в нее закачивается горячий воздух из солнечных коллекторов. Затем, в течение ночи, когда воздух охлаждается, тепло от конденсатора можно перекачивать в теплицу, нагревая ее и поддерживая температуру, тем самым продлевая вегетационный период.Эта теплица была бы идеальной для комфортного содержания первых растений, пока их выращивают для посадки и выращивания на грядках eGarden.

 Хронология солнечного коллектора

2015: Сборка коллекторов

  Первый набор коллекторов был построен в 2015 году несколькими пожилыми людьми, работавшими над проектом eGarden. Эти коллекторы были построены как набор из нескольких разных коллекторов, чтобы сначала определить, какая конструкция будет нагреваться больше всего, чтобы обеспечить теплом теплицу.

 Окончательный дизайн состоял из деревянной рамы с твердым пластиком с каждой стороны, рама была облицована черным пластиком для защиты от воды и заполнена банками из-под газировки, которые были проколоты гвоздями для обеспечения циркуляции воздуха. Все банки были окрашены аэрозольной краской в ​​черный цвет, чтобы стимулировать поглощение энергии.

Покраска канистры в коллекционный черный цвет.

Полный коллектор.

2016: Заставить их работать

 После того, как коллекторы были завершены, они были установлены рядом с небольшой теплицей, построенной для проверки их эффективности.Сохранение этой энергии на потом, чтобы согревать теплицу ночью, казалось наиболее эффективным использованием ее возможностей. Итак, тепловой конденсатор был построен. Это устройство, которое можно временно заряжать теплом, а затем разряжать при необходимости. Недорогое решение заключалось в том, чтобы перекачивать горячий воздух из коллекторов в металлический мусорный бак, полный алюминиевых банок. Затем тепло от конденсатора можно перекачивать в теплицу, когда оно необходимо ночью. Более поздние поколения конденсатора добавили изоляцию снаружи, чтобы уменьшить количество тепла, теряемого в окружающую среду.

Коллекторы установлены рядом с теплицей с конденсатором внутри.

2017: Эффективность сбора данных и тестирования

Сбор данных с помощью оригинальных коллекторов.

 После того как настройка была создана, пришло время получить некоторые данные, чтобы проверить, насколько хорошо работает эта система.

 Инфракрасное изображение солнечного коллектора в правой части плаката ниже демонстрирует, как тепло проходит через две стороны коробки, холодный воздух поступает в нижнюю часть, затем по кругу и откачивается в тепловой конденсатор через верхнюю часть.

2018: Модернизация системы

 После того, как теплица была дважды разрушена ураганом, солнечные коллекторы были повреждены водой, а метеостанция была разрушена, было решено, что пришло время для более прочного фундамента для этих проектов. Учреждения залили бетонную площадку с несколькими болтами для крепления различных проектов, и несколько студентов провели лето, восстанавливая эти устройства и устанавливая их в своем постоянном доме.

  Была построена новая, более прочная теплица, а солнечные коллекторы получили дополнительную гидроизоляцию и некоторые изменения, улучшающие их способность собирать тепло. Они также были стационарно закреплены на новом фундаменте.

 

Оригинальный дизайн после штормового ветра.

 

Отремонтированная система 2019г.

Солнечные коллекторы

 

Тепловой конденсатор

 

Теплица

Романовский солнечный коллектор

В июле 2012 года я купил и установил циркуляционный насос TOPSFLO Solar 12V DC вместо TACO.
Циркуляционный насос на 110 В переменного тока для системы дополнительного солнечного отопления моего подвала.
Солнечный насос постоянного тока с Amazon.com

Примечания :
— Пластиковые стенки вокруг латунного входа/выхода очень тонкие, чтобы не сломаться.
Вход/Выход, при подсоединении и затяжке трубных соединений необходимо
крепко удерживать шестигранную гайку входа/выхода с помощью гаечного ключа. Я рекомендую избегать размещения каких-либо
давление на насос даже после установки.
— В общем, вам не нужно устанавливать термостат или контроллер с датчиками, если вы можете установить солнечную панель
в положении, которое позволит панели обеспечить достаточную пусковую мощность в то время, когда солнце
нагрела жидкость в солнечном коллекторе.
— Согласно описанию насоса минимальная пусковая мощность составляет около 2 Вт. В моей настройке насос
работает очень эффективно с солнечной батареей мощностью 5 Вт в солнечные дни. К сожалению, в пасмурные дни
насос застрял в случайное время даже с панелью 15 Вт, и я думаю, что это могло произойти из-за недостаточного
пусковая мощность в условиях частичной облачности. Насос запустился после простого сброса питания.
Похоже, что насос имеет производственный или конструктивный дефект, потому что проблема не устранена.
исчезают даже после установки новой солнечной панели мощностью 15 Вт.
Наконец, я нашел простое решение, установив небольшую перезаряжаемую батарею на 12 В, чтобы обеспечить больше энергии.
стабильная мощность. Я также установил термостат на выпускной трубе внутри моего солнечного коллектора, чтобы
Убедитесь, что насос включается только тогда, когда жидкость прогревается до нужной температуры.
Обновление: новый насос работает отлично, как описано!
Термостаты с Amazon. com

Летом я использую систему дополнительного отопления подвала в качестве солнечного осушителя.Как мы знаем,
теплый/горячий воздух поглощает влагу. Когда горячий воздух расширяется и поднимается вверх, он перемещает влагу
из моего подвала снаружи, через систему вентиляции моего дома.

Однако, если температура снаружи выше, чем температура внутри помещения, где
расположен осушитель, потребуется вентилятор для нагнетания горячего воздуха с влагой наружу. Этот вентилятор мог
также питаться от солнечной энергии.

Характеристики Topsflo TS5
«Управляйте своей солнечной системой водонагрева Heliatos с помощью Topsflo TS5 Series 15PV Solar DC
Циркуляционный насос, предназначенный для использования в системах солнечного нагрева воды.
30 000 часов номинального срока службы
Бесщеточный, бессальниковый
Предназначен для работы непосредственно на солнечной электрической панели
. Более подробную информацию и информацию о ценах на солнечные насосы можно получить непосредственно у
Гелиатос Солар здесь.

Солнечные коллекторы и тепловые насосы

Нагрев воды требует значительных затрат энергии в зданиях, особенно в жилом секторе.Многие коммерческие здания, такие как рестораны, отели и медицинские учреждения, также используют много горячей воды. Двумя традиционными методами нагрева воды были сжигание и электрическое сопротивление, но солнечные коллекторы и тепловые насосы представляют собой более экологичную альтернативу.

Отопление сжиганием имеет низкие эксплуатационные расходы, но ископаемое топливо сжигается в момент использования. Помимо негативного воздействия на окружающую среду, пламенное отопление снижает качество воздуха в городских условиях. С другой стороны, электрические нагреватели сопротивления не производят прямых выбросов, но их эксплуатационные расходы очень высоки.Кроме того, если местная сеть использует ископаемое топливо в качестве основного источника энергии, резистивный нагрев просто перемещает выбросы из зданий на электростанции.

---

Сократите свои счета за электроэнергию и газ с помощью возобновляемой системы горячего водоснабжения.

---

Солнечные коллекторы используют бесплатный ресурс, который сам достигает точки использования — солнечный свет. При установке солнечных коллекторов на крышах или других высоких местах затраты на откачку невелики. Тепловые насосы косвенно используют солнечную энергию, так как они нагревают воду, собирая тепловую энергию из наружного воздуха.Тепловые насосы работают от электричества, как нагреватели сопротивления, но потребление энергии снижается на 50% и более.

По данным NYC Urban Green Council, на горячую воду приходится 10% общего потребления энергии в зданиях. В частности, для многоквартирных домов горячая вода составляет 19% потребления энергии. Возобновляемые методы отопления могут снизить воздействие этих зданий на окружающую среду, а также снизить их счета за электроэнергию.

Солнечные коллекторы и тепловые насосы: сравнение их экономии

Солнечные коллекторы и тепловые насосы обеспечивают экономию энергии, но они различаются способами достижения этой экономии.

• Солнечные коллекторы подвергаются прямому воздействию солнечных лучей. Они используют раствор антифриза или другой жидкий теплоноситель для сбора тепловой энергии, а затем используют теплообменник для нагрева воды без смешивания. В тропических регионах с жарким климатом солнечные коллекторы могут быть спроектированы для непосредственного нагрева воды без промежуточной жидкости.
• Воздушные тепловые насосы собирают тепловую энергию из наружного воздуха, , что означает, что они могут работать ночью и им не нужен прямой солнечный свет.На самом деле, тепловые насосы могут собирать энергию из наружного воздуха даже зимой. Однако они становятся менее эффективными, когда температура воздуха падает, и им приходится использовать цикл оттаивания для удаления льда с наружных блоков.

Солнечные коллекторы не могут производить горячую воду круглосуточно и без выходных, так как они зависят от солнечного света, как и солнечные батареи. С другой стороны, тепловой насос может использовать тепловую энергию наружного воздуха в любое время. Эти две технологии не исключают друг друга, и их можно использовать вместе для достижения большей экономии.Солнечный коллектор максимизирует бесплатное нагревание воды солнечным светом, в то время как тепловой насос удовлетворяет потребности в горячей воде, которые не могут быть покрыты солнечным коллектором.

Водонагреватели с тепловым насосом могут обеспечить синергию с местными системами возобновляемой генерации. В зависимости от типа и эффективности тепловой насос производит от 2 до 6 киловатт-часов тепла на каждый киловатт-час потребляемой электроэнергии. Это означает, что 100 кВтч энергии от солнечных батарей или ветряных турбин могут быть преобразованы в 200-600 кВтч нагрева воды.

Тепловые насосы также могут использоваться в качестве систем хранения энергии, когда есть избыточное производство из возобновляемых источников. Они могут преобразовывать избыточную электроэнергию в тепловую энергию, хранящуюся в воде, а изолированный резервуар накапливает горячую воду для последующего использования.

Использование солнечных коллекторов и тепловых насосов в Нью-Йорке

В городе Нью-Йорке местные законы 92 и 94 требуют устойчивых кровельных систем на всех новых крышах и существующих пристройках площадью не менее 200 квадратных футов. Только солнечные панели и зеленые крыши считаются «устойчивыми кровельными системами» в соответствии с законодательством, но области, покрытые солнечными коллекторами, освобождены от этого требования.Другими словами, солнечные коллекторы можно использовать для уменьшения площади крыши, покрываемой LL92 и LL94. При выборе между солнечными коллекторами или фотогальваническими панелями лучше всего обратиться в консалтинговую фирму по энергетике, чтобы проанализировать затраты и экономию каждого варианта.

Площади крыши, используемые для механического оборудования, также не подпадают под действие LL92 и 94, включая наружные блоки тепловых насосов. Здание может сочетать в себе солнечные батареи, солнечные коллекторы и тепловые насосы для экономии энергии, и это не противоречит требованиям LL92 и 94.

Воздушные тепловые насосы — отличный вариант для потребителей электроэнергии, у которых нет места на крыше для солнечных батарей или солнечных коллекторов. Их наружные блоки можно монтировать на стены, как и конденсаторы мини-сплит-кондиционеров. Тепловые насосы также являются отличным вариантом, когда доступное пространство покрыто тенями, так как им не нужны прямые солнечные лучи. С другой стороны, солнечные панели и солнечные коллекторы становятся непроизводительными, когда они закрыты тенями.

Солнечные батареи и другие приложения — Solar Washington

Солнечные тепловые системы собирают или поглощают солнечную энергию в виде тепла.Они могут быть спроектированы для выработки высокотемпературного тепла (для производства электроэнергии и/или технологического тепла), среднетемпературного тепла (обогрев помещений/воды и выработка электроэнергии) и низкотемпературного тепла (для воды и отопления и охлаждения помещений).

Основы солнечного водонагревателя

Солнечные водонагревательные системы включают в себя резервуары для хранения и солнечные коллекторы. Солнечные водонагреватели используют солнце для нагрева воды или теплоносителя в коллекторе.

Для большинства солнечных водонагревателей требуется хорошо изолированный накопительный бак.Бак может быть модифицированным стандартным водонагревателем, но обычно он больше и очень хорошо изолирован. Солнечные аккумулирующие баки имеют дополнительный выход и вход, соединенные с коллектором и от него.

В системах с двумя баками солнечный водонагреватель предварительно нагревает воду перед тем, как она попадет в обычный водонагреватель. В системах с одним баком резервный нагреватель объединен с солнечным аккумулятором в одном баке.

Горячая жидкость может использоваться для обогрева помещения, например, в системе обогрева пола.

Оба изображения взяты из Energy.правительство

Солнечные нагреватели для бассейнов

Большинство систем солнечного обогрева бассейнов включают в себя солнечный коллектор, фильтр, насос и регулирующий клапан.

Вода в бассейне прокачивается через фильтр, а затем через солнечные коллекторы, где нагревается и возвращается в бассейн. В жарком климате коллектор(ы) также можно использовать для охлаждения бассейна в пиковые летние месяцы путем циркуляции воды через коллектор(ы) в ночное время.

Концентрированная солнечная тепловая энергия может использоваться в массовом масштабе для производства электроэнергии.Узнайте больше в Ассоциации производителей солнечной энергии.

Концентрация солнечной энергии

Концентрация солнечной энергии (CSP) использует зеркала для отражения и концентрации солнечного света на приемниках, которые собирают солнечную энергию и преобразуют ее в тепло. Затем тепловую энергию можно использовать для производства электроэнергии с помощью турбины или тепловой машины, приводящей в действие генератор.

Поскольку технологии CSP собирают солнечную энергию и преобразуют ее в тепловую энергию, которая приводит в действие генератор и хранится, их можно использовать либо в качестве гибкого поставщика электроэнергии, например, в качестве «пиковой» электростанции на природном газе, либо в качестве источника электроэнергии базовой нагрузки. аналогична традиционной атомной или угольной электростанции.CSP также можно развернуть в качестве резервного/гибридного варианта с ископаемым топливом, что позволяет существующим проектам с ископаемым топливом работать чище при той же или меньшей стоимости.

Это видео от Министерства энергетики США.

Солнечные гаджеты

Солнечные элементы могут быть встроены в широкий спектр устройств для обеспечения питания для работы устройства без подключения устройства к сети или электрической розетке. У одних маленькие батарейки, у других нет. Количество солнечных гаджетов огромно.Вот несколько. Мы приглашаем ВАС отправить нам по электронной почте фотографию и описание устройства на солнечной энергии, которое вы используете в настоящее время, на info [at] solarwa [dot] org!

Пожалуйста, поддержите наши усилия по предоставлению солнечных образовательных ресурсов всем жителям Вашингтона. Станьте участником или сделайте пожертвование сегодня. Спасибо за вашу поддержку!

3.1 Обзор плоских коллекторов

Плоские солнечные коллекторы, вероятно, являются наиболее фундаментальной и наиболее изученной технологией для систем горячего водоснабжения на солнечной энергии.Общая идея этой технологии довольно проста. Солнце нагревает темную плоскую поверхность, которая собирает как можно больше энергии, а затем эта энергия передается воде, воздуху или другой жидкости для дальнейшего использования.

Основные компоненты типичного плоского солнечного коллектора:

• Черная поверхность — абсорбент падающей солнечной энергии
• Остекление — прозрачный слой, пропускающий излучение к поглотителю, но предотвращающий лучистые и конвективные потери тепла с поверхности
• Трубки с теплоносителем для передачи тепла от коллектора
• Опорная конструкция для защиты компонентов и удержания их на месте
• Изоляция, покрывающая стороны и дно коллектора для снижения потерь тепла

Рис. 3.1: Схема плоского солнечного коллектора с жидкой транспортной средой. Солнечное излучение поглощается черной пластиной и передает тепло жидкости в трубках. Теплоизоляция предотвращает потери тепла при перекачке жидкости; экраны снижают потери тепла за счет конвекции и излучения в атмосферу

Авторы и права: Марк Федкин (изменено после Даффи и Бекмана, 2013 г.)

Плоские системы обычно работают и достигают максимальной эффективности в диапазоне температур от 30 до 80 ^o C (Kalogirou, 2009), однако некоторые новые типы коллекторов с вакуумной изоляцией могут работать при более высоких температурах (до 100 ^или С).Показано, что за счет введения селективных покрытий температура стоячей жидкости в плоских коллекторах достигает 200 ^o C.

Наводящий вопрос

  — Какие материалы обычно используются для поглощающих пластин и крышек остекления?

Мы частично обсуждали выбор материалов и их свойства в Уроке 2. Тем не менее, вам предлагается взглянуть шире и ознакомиться с текущими инновациями в конструкциях плоских пластин. Для обсуждения на этом уроке вас попросят поделиться тем, что вы нашли во время поиска, и описать современные материалы, которые помогают повысить производительность сборщика.

Некоторые преимущества плоских коллекторов заключаются в том, что они:

• Простота изготовления
• Низкая стоимость
• Сбор как лучевого, так и рассеянного излучения
• Постоянно фиксируется (не требуется сложного оборудования для позиционирования или отслеживания)
• Мелкое обслуживание

Плоские коллекторы устанавливаются лицом к экватору (т.е. на юг в северном полушарии и на север в южном полушарии).Оптимальный наклон пластины коллектора близок к широте места (+/- 15 ^o ). Если применяется солнечное охлаждение, оптимальным углом установки является Широта — 10 ^o , чтобы солнечный луч был перпендикулярен коллектору в летнее время. Если используется солнечное отопление, оптимальным углом установки является Широта + 10 ^o . Однако было обнаружено, что для круглогодичного горячего водоснабжения оптимальным углом является Широта + 5 ^o , что обеспечивает несколько лучшую производительность зимой, когда горячая вода больше нужна (Калогиру, 2009)

Варианты транспортной жидкости

Плоские коллекторы могут включать перенос тепла жидкостью или воздухом.

Вода является одним из распространенных вариантов в качестве жидкой жидкости благодаря своей доступности и хорошим термическим свойствам:

• Обладает относительно высокой объемной теплоемкостью
• несжимаем (или почти несжимаем)
• Обладает высокой плотностью массы (что позволяет использовать для транспортировки небольшие трубы и трубы)

Одним из недостатков воды является то, что зимой она замерзает, что может привести к повреждению коллектора или системы трубопроводов. Этого можно избежать путем слива коллектора при низком уровне солнечного излучения (ниже критического порога инсоляции).Датчики слива часто используются для контроля системы и обеспечения полного слива, поскольку замерзание карманной воды может привести к повреждению. Заправка системы водой на следующее утро также не идеальна. Возможные воздушные карманы в коллекторе могут стать проблемой, блокируя поток воды и снижая эффективность системы (Vanek and Albright, 2008).

Смеси антифризов могут использоваться вместо чистой воды для решения вышеуказанных проблем. Обычными компонентами антифриза являются этиленгликоль или пропиленгликоль.Эти химические вещества, смешанные с водой, требуют замкнутых систем и надлежащей утилизации из-за токсичности. Номинальный срок службы антифриза вроде составляет около 5 лет, после чего его необходимо заменить.

Воздух может использоваться в качестве транспортной жидкости в некоторых конструкциях плоских коллекторов. Этот вариант лучше подходит для обогрева помещений или сушки урожая. Вентилятор обычно требуется для облегчения потока воздуха в системе и эффективного отвода тепла. Некоторые конструкции могут обеспечивать пассивное (без вентилятора) движение воздуха за счет тепловой плавучести.

Жидкости с фазовым переходом также можно использовать с плоскими коллекторами. Некоторые хладагенты входят в эту группу жидкостей. Они не замерзают, что устраняет проблемы, описанные выше для воды, и из-за их низкой температуры кипения могут переходить из жидкого состояния в газообразное при повышении температуры. Эти жидкости могут быть практичными в условиях, когда требуется быстрая реакция на быстрые колебания температуры.

Конструкция коллектора

Ключевыми факторами при проектировании плоского коллектора являются максимальное поглощение, минимизация потерь на отражение и излучение, а также эффективная теплопередача от пластины коллектора к жидкости.Одним из важных вопросов является получение хорошей тепловой связи между пластиной поглотителя и переходами (трубами или каналами, содержащими теплоносители). Различные конструкции (показаны ниже) пытаются решить эту проблему.

Рисунок 3.2: Различные конструкции сборки плоского коллектора. Цветовые коды: светло-синий — стеклянная крышка, темно-синий — каналы для жидкости, черный — абсорбирующий материал, серый — изоляция. Некоторые конструкции (b, c) включают в себя каналы для жидкости в конструкции пластины поглотителя, чтобы максимизировать теплопроводность между компонентами.Другие модификации (а, г) включают трубы и каналы, припаянные или приклеенные к пластине.

Авторы и права: Марк Федкин (изменено после Kalogirou, 2009 г.)

В сборке пластина-канал могут использоваться различные способы крепления компонентов — термоклей, пайка, клипсы, зажимы, пайка, механические аппликаторы давления. Одним из соображений при выборе метода сборки является стоимость труда и материалов.

Далее мы рассмотрим передачу и баланс энергии в плоском коллекторе.

Ссылки:

• Калогиру, С.А., Солнечная энергетика , Elsevier, 2009
• Ванек, Ф. М., и Олбрайт, Л.Д., Разработка энергетических систем , McGraw Hill, 2008. 

Солнечные термальные водонагреватели

Солнечное тепловое водонагревание

Основы технологии
опубликовано в Renewable Energy World 02/2004 стр. 95-99

Огромный рынок в Китае, амбициозные цели в ЕС… но что
основы солнечного нагрева воды? Фолькер Квашнинг описывает
принципы и технология использования солнечной энергии для нагрева воды, и внешний вид
при применении для горячего водоснабжения и отопления помещений.

История применения солнечной энергии уходит своими корнями в далекое прошлое.
вплоть до использования Архимедом вогнутого зеркала для нагрева воды в 214 г. до н.э. Как термин,
«солнечная тепловая энергия» охватывает все тепловые виды использования солнечной энергии и представляет собой ряд
различные варианты техники. В этой статье речь пойдет о неконцентрирующем солнечном коллекторе.
системы, используемые для нагрева воды для бытовых нужд (концентрационные коллекторные системы были
опубликовано в РЭН, ноябрь–декабрь 2003 г. ).

Солнечные коллекторы

В основе солнечной тепловой системы лежит солнечный коллектор.Он поглощает солнечное излучение,
преобразует его в тепло и передает полезное тепло в солнечную систему. Есть ряд
различных дизайнерских концепций для коллекторов: помимо простых поглотителей, используемых для плавания
подогревом бассейнов, более сложные системы также были разработаны для более высоких
температуры, такие как встроенные системы накопительных коллекторов, плоские коллекторы,
вакуумные плоские коллекторы и вакуумные трубчатые коллекторы. Несмотря на то что
коммерческие встроенные накопительные коллекторы существуют, значительное количество не было продано,
и поэтому они не описаны подробно здесь.

Плоские коллекторы

Большинство солнечных коллекторов, продаваемых во многих странах, представляют собой плоские коллекторы.
Основными их компонентами являются прозрачная передняя крышка, корпус коллектора и
поглотитель. Поглотитель внутри корпуса плоского коллектора преобразует солнечный свет в
тепло и передает его воде в трубках абсорбера. Как коллектор может достичь стагнации
температуре до 200 °C (т. е. когда вода не протекает), все используемые материалы должны быть
способен выдержать такую ​​жару.Поэтому поглотитель обычно изготавливают из металлических материалов.
таких как медь, сталь или алюминий. Корпус коллектора может быть изготовлен из
пластика, металла или дерева, а стеклянная передняя крышка должна быть герметизирована, чтобы тепло не
выхода, а грязь, насекомые или влага не попадут в сам коллектор. Многие коллекционеры
также имеют контролируемую вентиляцию, чтобы избежать конденсации внутри стеклянной передней части
покрытие. Корпус коллектора хорошо изолирован сзади и по бокам, сохраняя тепло.
потери низкие. Тем не менее, все еще существуют некоторые потери тепла в коллекторах, в основном из-за
разница температур между абсорбером и окружающим воздухом, и они подразделяются
на конвекционные и радиационные потери.Первые вызваны движением воздуха, а
вторые обусловлены теплообменом излучением между поглотителем и
окружающая обстановка.

Лист стекла закрывает коллектор, обращенный к солнцу, что помогает предотвратить большинство
конвекционных потерь. Кроме того, он уменьшает тепловое излучение от поглотителя в
окружающую среду так же, как это делает теплица. Однако и стекло
отражает небольшую часть солнечного света, который затем вообще не достигает поглотителя.
На рис. 1 показаны процессы, происходящие на плоском коллекторе.

РИСУНОК 1. Процессы на плоском коллекторе

Селективные поглотители

Черные материалы очень хорошо поглощают солнечный свет и в результате нагреваются. Так как металлик
материалы не имеют естественной черной поверхности, они должны быть покрыты для селективного
поглощение. Для этой цели может служить черный термостойкий лак, но есть
гораздо лучшие материалы для покрытия абсорбера. Если черная поверхность нагревается, она излучает часть
тепловая энергия снова превращается в тепловое излучение, как это можно показать на электрических конфорках: когда
конфорка включена, тепловое излучение можно ощутить на коже, не касаясь самой конфорки. Черный лакированный поглотитель показывает тот же эффект, передавая только часть поглощенного
тепло к воде, которая течет через трубки поглотителя, излучая при этом некоторое количество тепла
обратно в окружающую среду.

Так называемые селективные покрытия поглощают солнечный свет почти так же хорошо, как черный лак.
поверхности, и переизлучают гораздо меньшее количество теплового излучения. В процессе нанесения покрытия
нужные для этих материалов сложнее, чем для лакировки, это
компенсируется гораздо более высоким КПД.В результате сегодня многие поглотители имеют
селективные покрытия с использованием материалов, включая черный хром, черный никель или TiNOX.

Трубчатые вакуумные коллекторы

Конвекционные потери тепла из-за движения воздуха внутри коллектора могут быть значительно
снижается за счет поддержания вакуума между передней крышкой и поглотителем плоской пластины
коллекционер. Поскольку давление окружающего воздуха будет прижимать переднюю крышку к
поглотителя необходимо использовать небольшие опоры между задней частью коллектора и
крышку, чтобы сохранить форму самой крышки. Трудно поддерживать вакуум в течение
длительный период времени, так как окружающий воздух всегда найдет путь между стеклом и стеклом.
корпус, чтобы попасть в коллектор, поэтому вакуумированный плоский коллектор должен
эвакуировать время от времени. Этих недостатков можно избежать
с вакуумно-трубчатыми коллекторами. Высокий (почти полный) вакуум внутри
закрытая стеклянная трубка вакуумно-трубчатого коллектора более стабильна в течение длительного времени.
время, чем в вакуумном плоском коллекторе.Благодаря своей форме стеклянные трубки лучше
сопротивляться давлению окружающего воздуха, и поэтому между задней частью не требуются опоры.
и передние стороны.

Вакуумно-трубчатый коллектор представляет собой закрытую стеклянную трубку, внутри которой находится металлическая
лист поглотителя с тепловой трубкой посередине, содержащий чувствительный к температуре
среда, такая как метанол. Солнце нагревает и испаряет эту жидкость из тепловых трубок.
затем пар поднимается в конденсатор и теплообменник в конце трубы. Там,
пар конденсируется, и передает тепло теплоносителю солнечного цикла, воде с
средство антифриз.Сконденсированная жидкость стекает обратно в нижнюю часть тепловой трубы, где
солнце снова начинает его нагревать. Для правильной работы трубы должны иметь минимальную
угол наклона, чтобы пар поднимался, а жидкость текла обратно. Поперечное сечение
вакуумно-трубчатого коллектора и принцип его работы показан на рисунке 2.
В некоторых коллекторах с вакуумными трубками тепловая трубка проходит через конец коллектора.
стеклянная трубка, так что теплоноситель солнечного цикла может протекать прямо через нее.С этим типом коллектора теплообменник не нужен, и коллектор не
должны быть установлены под минимальным углом наклона.

РИСУНОК 2. Принцип вакуумного трубчатого коллектора с тепловой трубой; вид сверху

С вакуумными трубчатыми коллекторами можно получить значительно более высокий прирост энергии,
особенно в холодные месяцы года. Таким образом, солнечная система с использованием вакуумных труб
коллекторам требуется меньшая площадь коллектора, чем при использовании стандартных плоских пластин.
коллекционеры.

С другой стороны, удельная цена коллекторов с вакуумными трубками выше, чем
для плоских систем. Еще одно соображение заключается в том, что трубчатые коллекторы не могут
интегрированы в крышу, поэтому их всегда следует устанавливать поверх нее, что снижает
архитектурные возможности.

ФОТО. Соединения вакуумных трубок с солнечным циклом

Эффективность коллектора

Для сравнения коллекторов испытательные учреждения обычно оценивают кривые эффективности
на основе измерений производительности коллектора.Эти кривые даны для
разная освещенность E и разная разница температур между коллекторами T _C
и окружающий воздух T _A . Обычно используемое эмпирическое уравнение для эффективности коллектора
эта _C это:

ETA _C = ETA = ETA 0

3 — ( A

2 1

3 · ( T _C — T _A ) + A ₂ · ( T _C — T _A )²)/E

Три параметра eta ₀ , a ₁ и a ₂
оценивается по контрольным измерениям коллектора; Эта ₀
также называется оптической эффективностью. На рис. 3 показана типичная эффективность коллектора.
для плоского коллектора. Тепловые потери увеличиваются по мере увеличения разницы температур между
коллектор и окружающий воздух поднимаются вверх. При малом солнечном освещении эффективность снижается на
более быстрый темп; например, при солнечном излучении всего 200 Вт/м² мощность на Рисунке 3
пробоотборник становится нулевым даже при меньшем перепаде температур (около 40 °C).

РИСУНОК 3. Эффективность коллектора при различной освещенности и разнице температур

Методы нагрева воды

Термосифонные системы

Для хранения воды на ночь или в пасмурные дни необходим накопительный бак.очень просто
способ сделать это, используя гравитацию, показан на рисунке 4 — термосифон
система. Принцип термосифонной системы заключается в том, что холодная вода имеет более высокую
удельная плотность больше, чем у теплой воды, поэтому тяжелее будет тонуть. Следовательно
коллектор всегда монтируется ниже резервуара для хранения воды, чтобы холодная вода из
бак попадает в коллектор по нисходящему водопроводу. Если коллектор нагревается
воды, вода снова поднимается и достигает резервуара по восходящей водопроводной трубе в
верхний конец коллектора.Цикл бак-водопровод-коллектор обеспечивает
нагревается до достижения равновесной температуры. Тогда потребитель может сделать
использование горячей воды из верхней части бака, при этом любая используемая вода заменяется холодной
вода на дне. Затем коллектор снова нагревает холодную воду. Из-за более высокого
разница температур при более высокой солнечной радиации, теплая вода поднимается быстрее, чем она
делает при более низкой освещенности. Поэтому циркуляция воды приспосабливается почти
идеально соответствует уровню солнечного излучения.Накопительный бак термосифонной системы
должен располагаться значительно выше коллектора, в противном случае цикл может работать в обратном направлении.
ночью и вся вода остынет. Кроме того, цикл не работает
правильно при очень малых перепадах высот. В регионах с высокой солнечной радиацией и плоской крышей
архитектуре накопительные баки обычно устанавливаются на крыше.

Термосифонные системы очень экономичны в качестве нагрева воды для бытовых нужд.
системы, и принцип прост, не требует ни насоса, ни управления.Однако,
термосифонные системы обычно не подходят для больших систем, т.
более 10 м ² поверхности коллектора. Кроме того, трудно разместить бак
над коллектором в зданиях со скатной крышей и одноконтурным термосифоном
системы подходят только для безморозных регионов.

РИСУНОК 4. Термосифонная система

Системы принудительной циркуляции

В отличие от термосифонных систем, для перемещения воды можно использовать электрический насос.
через солнечный цикл системы с принудительной циркуляцией.Коллектор и накопительный бак могут
затем устанавливается независимо, и нет разницы в высоте между баком и коллектором
необходимо. На рис. 5 показана система с принудительной циркуляцией с обычным бойлером.
для резервного отопления.

Два датчика температуры контролируют температуру в солнечном коллекторе и
резервуар. Если температура коллектора выше температуры резервуара на определенное
количество, система управления запускает насос, который перемещает теплоноситель в гелиоустановке.
цикл; Разница температур «включения» обычно составляет от 5 °C до 10 °C.Если
разница температур снижается ниже второго порога, система управления выключает
насос снова.

В регионах, где есть опасность заморозков, обычно применяют двухконтурную систему.
Питьевая вода хранится внутри резервуара для хранения, в то время как вода в солнечном цикле
смешанный с антифризом. Теплообменник передает тепло солнечной
цикл в резервуар для хранения и держит питьевую воду отдельно от антифриза
смесь.

Системы с принудительной циркуляцией могут использоваться как для отопления помещений, так и для бытовых нужд.
водяное отопление.При этом коллекторы и накопительные баки должны быть значительно больше, чем при
простые системы водяного отопления для бытовых нужд, где поверхность коллектора около 4 м ²
достаточно для большинства домохозяйств. Более крупные системы также были успешно реализованы
с двумя и более накопительными баками.

РИСУНОК 5. Двухконтурная система с принудительной циркуляцией с обычным котлом для резервного отопления

Солнечное теплоснабжение

Если весь жилой комплекс должен быть оснащен солнечными системами, одним из решений является солнечная
система централизованного теплоснабжения (см. рис. 6).Коллекторы либо распределены по
дома или заменены большим центральным солнечным коллектором. Затем коллекторы нагревают большой
центральный накопительный бак, из которого большая часть тепла распределяется обратно в дома. То
отношение поверхности к объему центрального резервуара-накопителя намного лучше, чем у распределенного
системы хранения, поэтому потери при хранении намного ниже, и даже позволяют сезонное тепло
место хранения. Солнечное централизованное отопление также является вариантом, если отопление помещений должно покрываться за счет
солнечная энергия. Потери в трубопроводе с центральным баком выше, но некоторые солнечные районы
демонстрационные системы обогрева уже прошли успешные испытания.

РИСУНОК 6. Солнечная система централизованного теплоснабжения

Рынок солнечных коллекторов

Китай на сегодняшний день является крупнейшим в мире производителем и потребителем солнечного нагрева воды.
К концу 2002 года общая установленная площадь солнечных систем горячего водоснабжения
было около 40 млн м ² ; годовой объем производства и продаж достиг около
8 млн м ² в 2002 г.В настоящее время насчитывается более 1000 производителей, производящих и
продажи солнечных тепловых систем, а общий оборот составил более 1 миллиарда евро.
достигнуто. Вакуумные трубчатые коллекторы доминируют на внутреннем и экспортном рынках Китая.
рынки.

В других местах к 2001 году в США было установлено около 1 миллиона ² поверхности коллектора;
почти все это было сделано из неглазурованных поглотителей, используемых для обогрева плавательных бассейнов.
В Европе к 2002 г. было установлено около 1,1 млн м ² площади коллекторов, а плоские
коллектор доминирует над инсталляциями.Около половины этих установок реализовано
в Германии. Рынок солнечных коллекторов в основном зависит от политических условий в конкретной стране.
стране, а в Германии, например, рынок коллекционеров упал на 40 % в 2002 г.
из-за неопределенных политических условий, хотя в 2003 г. он снова восстановился.
имеет очень амбициозные цели по установке коллекторов, с целью 100 миллионов м ²
к 2010 году. Тогда солнечные тепловые системы будут играть важную роль в борьбе с
глобальное потепление.

Фолькер Куашнинг

.