Общая информация

Все гелиосистемы подразделяются на одно- и двухконтурные.

В одноконтурных системах циркулирует именно та вода,

которая затем расходуется из бака аккумулятора.

В двухконтурных теплоносителем служит какая-либо незамерзающая нетоксичная жидкость,

которая, нагреваясь, поступает в теплообменник бака-аккумулятора,

где передает полученную тепловую энергию воде. Теплосъем может осуществляться по-разному,

например, непосредственно с наконечника через стакан, впаянный в трубу,

по которому протекает солярная жидкость.

В закрытом контуре это может быть незамерзающая жидкость на основе гликоля

(тепло поступает в накопительный бак),

в открытой системе – вода (она попадает непосредственно на бойлер).

В этом заключается ключевое отличие между тепловыми и плоскими солнечными коллекторами.

Эффективность U-образных тепловых труб (самых простых,

используемых в трубчатых системах) на порядок выше,

чем у плоских коллекторов. Благодаря цилиндрической форме они прекрасно работают в течение дня,

потому что их поверхность постоянно освещена солнцем. Это приводит к получению стабильной энергии

при различных углах падения солнечных лучей. Трубки хорошо защищены от неблагоприятных

природных воздействий (града, ветра и прочего), но у таких систем есть и слабые места.

Из-за того, что в этих коллекторах теплоноситель протекает непосредственно через трубу,

возникают сложности при монтаже. Каждая трубка должна подключаться к системе по отдельности,

чтобы не было подтекания теплоносителя. Требуется и серьезное эксплуатационное обслуживание,

ведь утечка или механическое повреждение даже одной трубы вызывает остановку коллектора.

Вакуумная тепловая труба (Heat pipe) автономна и состоит из 2 труб, выполненных из сверхпрочного

боросиликатного стекла.

Внешняя — прозрачная, а внутренняя имеет специальное селективное покрытие,

которое обеспечивает максимальное поглощение тепла при минимальном отражении.

Во избежание теплопотерь между трубами создан вакуум.

Для поддержания вакуума используется бариевый газопоглотитель,

который в производственных условиях подвергается воздействию высоких температур,

вследствие чего нижний конец вакуумной трубы покрывается слоем чистого бария.

Он поглощает СО, СО2, N2, О2, Н2О и Н2, выделяющиеся из трубы в процессе хранения и

эксплуатации, и является четким визуальным индикатором состояния вакуума.

Когда вакуум исчезает, бариевый слой из серебряного становится белым.

Это дает возможность легко определить, исправна ли труба.

Поглощение тепла происходит в медной тепловой трубке,

которая находится внутри вакуумной трубы.

Способ передачи тепла от нее теплопроводу очень прост.

Медная трубка внутри полая и содержит запатентованную

неорганическую нетоксичную жидкость.

При нагревании эта жидкость испаряется, а поскольку в трубке создан вакуум,

это происходит даже при температуре 25-30°С.

Пар поднимается к наконечнику (конденсатору) тепловой трубки,

где отдает тепло воде,которая течет по теплопроводу.

Затем он конденсируется и стекает вниз, и процесс повторяется сначала.

Солнечный коллектор с вакуумными трубами показывает

превосходные результаты и

в облачные дни, потому что трубы способны поглощать энергию инфракрасных лучей,

которые проходят через облака.

Благодаря изоляционным свойствам вакуума воздействие ветра инизких температур на

их работу также незначительно по сравнению с воздействием на плоский СК.

Система успешно работает до -35°С

Вакуумированные трубы круглые, поэтому количество солнечного излучения, попадающего на коллектор, остается постоянным с утра до вечера. Благодаря этому общее количество поглощаемого солнечного излучения возрастает.
Форма труб обеспечивает превосходную степень поглощения, поскольку солнечные лучи всегда падают на ее поверхность под прямым углом, сводя отражение к минимуму.

Трубы уложены в коллекторе параллельно, угол их наклона зависит от географической широты данного места. Ориентированные с севера на юг, в течение дня они пассивно следуют за солнцем.

Такой коллектор практически не требует эксплуатационного обслуживания: производители дают на подобную продукцию гарантию до 25 лет. Система полностью ремонтопригодна: в случае необходимости трубу можно заменить без остановки коллектора. По необходимости трубки можно добавлять (при недостатке тепла) или частично снимать (если произошел его переизбыток), уменьшая гелиополе. Их эксплуатационное обслуживание сводится практически к нулю.

Трубчатые гелиосистемы отлично справляются с задачей снабжения дома горячей водой, подогревом бассейнов и теплиц, работают в системах вентиляции, кондиционирования и даже отопления зданий.

Схема двухконтурной солнечной водонагревательной системы

1. Коллектор
2. Температурный датчик коллектора
3. Высокотемпературный воздушный клапан
4. Горячая вода к водоразборным точкам
5. Смеситель
6. Трубопровод прямого потока нагретого в коллекторе теплоносителя
7. Обратный клапан
8. Отводные краны для заполнения и слива теплоносителя
9. Расширительный бачок
10. Воздухоотвод с воздушным клапаном
11. Циркуляционный насос
12. Клапан избыточного давления
13. Манометр
14. Трубопровод обратного потока теплоносителя коллектора
15. Теплообменная катушка (змеевик)
16. Резервуар для накопления и сохранения солнечного тепла
17. Встроенный резервный электронагреватель
18. Электронный контроллер

Компоненты системы

  Солнечная водонагревательная система состоит из солнечных коллекторов, водяного бака-аккумулятора, теплообменника, электронного контроллера и циркуляционного насоса.    

Характеристики солнечных коллекторов

Солнечный коллектор, модель SLR4715-16

Солнечный коллектор серии SLU

Ориентация солнечных коллекторов

Благодаря своему дизайну, погрешности в ориентированиии для вакуумных солнечных коллекторов не так критичны, как для обычных плоских коллекторов; тем не менее, выполнение нижеследующих рекомендаций поможет вам получить лучшие результаты.
 
Правильная ориентация солнечных коллекторов (направление и угол наклона) увеличивает их производительность. Земная атмосфера поглощает и отражает значительную часть солнечной радиации. Поэтому максимальное количество энергии поступает в полдень, когда прямой поток лучей меньше всего задерживается атмосферой. В северном полушарии оптимальным направлением в полдень является географический юг. Хотя для максимальной производительности коллекторов их нужно направлять на географический юг, допускается отклонение на 20 градусов к востоку или западу без увеличения площади поверхности коллекторов.

"Следящий" (поворачивающийся) за солнцем коллектор собирает на 20% солнечной радиации больше, чем ориентированный строго на юг. Однако этот выигрыш в производительности не окупает затрат на сооружение следящего устройства. Обычно выгоднее бывает увеличить площадь коллектора на 20%.

Местные особенности погоды (например, утренние туманы либо преобладающая облачность после обеда) должны также учитываться при размещении коллектора. Если местные погодные условия не играют особой роли, а коллектор невозможно повернуть к югу, рекомендуется обратить его к западу, чтобы воспользоваться более теплым послеобеденным временем (тепловые потери коллектора снижаются при высокой внешней температуре).

Поскольку высота Солнца над горизонтом в течение года значительно меняется в зависимости от географической широты, угол наклона коллекторов по отношению к высоте Солнца зависит от конкретной установки. В целом, сезонные изменения количества радиации должны приниматься в расчет для всех солнечных энергоустановок. Наклон поверхности коллектора на 30-50 градусов к югу в Северном полушарии либо к северу - в Южном приносит лучшие результаты в зимнее время и некоторые потери летом. Установки для отопления помещений размещают так, чтобы получить максимум от зимнего Солнца. В тропиках, где Солнце стоит высоко, наиболее выгодно устанавливать поверхность коллектора почти горизонтально. Оптимальный угол наклона солнечного коллектора равен широте местности. Положительная разность между широтой и углом наклона крыши приводит к лучшим эксплуатационным качествам системы зимой. Угол наклона коллектора меньший, чем значение местной широты, способствует лучшей работе системы летом. Отклонения угла наклона коллекторов из архитектурных соображений можно компенсировать дополнительной площадью коллектора.

Электронный контроллер

Циркуляционный насос

Технические характеристики системы в сборе