Солнечный коллектор — это специальное приспособление, которое поглощает солнечную энергию и преобразует ее в тепловую энергию, а далее она передается теплоносителю. Самый простой солнечный нагреватель состоит из металлической черной пластинки, которая помещена в специальный пластмассовый (стеклянный) корпус, благодаря которому поглощается радиация солнца.
Разновидности солнечных нагревателей
В зависимости от того до какой температуры нагревается пластина, солнечные нагреватели подразделяют на:
- Низкотемпературные
- Среднетемпературные
- Высокотемпературные
Низкотемпературные нагреватели характеризуются небольшим показателем электрической мощности. Благодаря ним вода при нагреве достигает не больше 500 С. Используются для нагрева воды в частных домах.
Среднетемпературные коллекторы нагревают воду до 800 С. Их применяют для обогрева зданий.
Высокотемпературные коллекторы применяются на больших предприятиях, заводах.
Коллекторы интегрированного типа бывают:
- Накопительными (термосифонными)
- Жидкостными
- Воздушными
- Плоскими
Термосифонный вид. Подогревает воду и на протяжении продолжительного времени поддерживает ее температуру. В данном коллекторе нет насоса, характеризуется экономичностью по сравнению с другими видами. Накопительный коллектор может состоять как из одного бака, так из нескольких баков с водой. Их размещают в специальном термоизоляционном коробе. Бак закрывается специальной стеклянной заслонкой, через которую нагревается вода. Данный водонагреватель легко обслуживается, характеризуется простотой при эксплуатации. Солнечные коллекторы термосифонного вида используются для летнего душа.
Жидкостный вид. Теплоноситель в данном виде коллектора – жидкость. В жидкостных нагревателях теплообменная система может быть как замкнутой, так и разомкнутой, бывают остекленные и неостекленные.
Воздушный вид. Намного дешевле жидкостных коллекторов. Не подтекают, не замерзают в зимний период.
Плоский вид. Визуально похож на плоский ящик из металла, внутри него размещена пластина черного цвета, которая поглощает энергию солнца. Ящик покрыт термоизоляцией. Применяются для нагревания воды в бассейне, обогрева помещений.
Особенности солнечных коллекторов для подогрева воды
К самому распространенному виду солнечного коллектора, который изготовляется самостоятельно, относят накопительное устройство. Особенность данного устройства заключается в том, что в специальный бак, размещенный на возвышении (на крыше определенной постройки) наполняется вода, далее на протяжении дня вода нагревается до определенной температуры (+40ºС) и может использоваться для бытовых нужд.
Разогретая вода к месту предназначения направляется самотечением, благодаря естественному перепаду высоты. Накопительный тип солнечного генератора в основном применяется при обустройстве летнего душа. Если данную систему доработать, то ее можно использовать при работе ГВС системы.
Работа солнечных коллекторов для нагрева воды заключается на принципе изменения ее плотности при нагреве, а как результат – жидкость поднимается вверх и выталкивает для последующего нагревания более холодной воды. В связи с таким термосифонным принципом работы исключается необходимость применять дополнительное наносное обеспечение.
Составляющие элементы солнечных коллекторов
Коллектор солнечный состоит из элементов:
- Радиатора, благодаря которому снимается тепло из рассеянной солнечной энергии
- Накопительного элемента, который сберегает, компенсирует разогретую жидкость
- Аванкамеры, создают постоянное избыточное давление гидравлической системы
В целях облегчения монтирования солнечного коллектора для нагрева воды своими руками, специалисты советуют разместить радиаторов специальный деревянный ларь, который имеет стеклянную внешнюю поверхность. В данном случае, радиатор представляет соединенные между собой трубы. Отводящие и подводящие пути монтируют из толстых труб, а параллельные соединения изготавливаются из более тонких труб.
Особенности монтирования солнечного коллектора
Для того чтобы солнечный нагреватель воды соответствовал эксплуатационным, потребительским характеристикам, специалисты рекомендуют придерживаться рекомендаций:
Для правильного, быстрого стравливания воздуха, нижняя часть теплообменника должна быть оснащена специальными дренажными вентилями
Теплоизоляция трубопровода, по которой течет разогретая жидкость, должна быть высококачественной и надежной (рекомендовано перемотать трубы поролоном, полиэтиленом, тканью, покрасить белой краской)
Если необходимо повысить производительность коллекторов, то их интегрируют в одну гидравлическую систему
В гидросистему должен входить вентиль, благодаря которому исключается циркуляция теплоносителя (если температура резко снижается, вентиль перекрывается)
Для того, чтобы вода нагрелась до необходимых температурных показателей, применяют смесители, с помощью которых подводится разогретая вода к потребительскому устройству.
Этапы сооружения солнечных коллекторов
Сооружение солнечного коллектора для подогрева воды включает этапы:
1 этап. Провести ориентировочные расчеты по монтированию.
2 этап. Монтирование ларя для радиатора. В данном случае применяют доски из дерева, которые имеют 120 мм ширину, 30 мм толщину. Для низа используют фанеру (текстолит), которая характеризуется дополнительной жесткостью ребер. Дно ларя тщательно теплоизолируется пенопластом (минеральной ватой) и накрывается оцинковочным листом.
3 этап. Сооружение радиатора (теплообменника). Подготавливаются 15 тонких полудюймовых трубочек по 1600 мм, 2 однодюймовые трубочки по 700 мм. В толстых трубках просверливаются отверстия, к которым перпендикулярно подсоединяют тонкие трубки. Далее конструкция сваривается в одно целое. Радиатор помещается в ларь на оцинкованный лист, закрепляется при помощи хомутов из стали (металлическими полосками). В целях повышения термообразования трубочки теплообменника и дно ларя окрашиваются черной краской. Для снижения потери тепла все внешние элементы окрашиваются краской белого цвета. Далее к стенкам ларя устанавливается покрывное стекло и проводится тщательная герметизация.
4 этап. Монтирование накопителя. Для накопителя подойдет любая герметичная емкость, которая характеризуется объемом от 150 л до 400 л. Можно использовать меньшие по объему емкости, но их следует соединить между собой.
Накопитель хорошо теплоизолируется и помещается в предварительно приготовленный ларь из фанеры. Расстояние между стенками заполняется пенопластом, ватой минеральной, опилками.
5 этап. Монтирование аванкамеры. Для аванкамеры используется любой герметический резервуар, с объемом не больше 40 л. Он оснащается водопадающим приспособлением (шар-кран, который применяется в сливном бачке).
6 этап. Соединение всех составляющих элементов солнечного коллектора. Первоначально монтируется аванкамера и накопитель. Следует учесть, что объем жидкости в накопителе, должен быть ниже на 0,8 м объема воды аванкамеры. Коллектор размещают на крыше строения. Для этого рекомендовано отдать предпочтение южной стороне, при размещении учитывается уклон от 35 до 45 градусов в горизонтальном направлении. Теплообменник и накопитель должны размещаться на расстоянии не меньше 0,7 м. Поэтому, аванкамера располагается выше накопителя, а накопитель стоит выше коллектора. Далее соединяются все гидравлические элементы, и система подключается к сети водопровода.
7 этап. Введение системы в эксплуатацию. Для заполнения системы водой используют нижние дренажные отверстия. Далее к системе ХВС подсоединяют аванкамеру и регулируют уровень жидкости рабочей. Проверяется герметичность устройства, после чего оно вводиться в эксплуатацию.
Дополнительную информацию о том, как установить солнечный коллектор для подогрева воды самостоятельно можно посмотреть на видео
Таким образом, солнечный коллектор для воды представляет собой специальное устройство, которое поглощает солнечную энергию и направляет ее к теплоносителю. Чтобы смонтировать солнечный нагреватель для воды самостоятельно необходимо придерживаться этапов работы.
