Как работает солнечный коллектор. Часть 3

В общем, как нагреть воду с помощью солнца, понимают все, но точно, как работает солнечный коллектор, знают немногие. Но, чтобы сэкономить на электроэнергии и выбрать подходящий солнечный коллектор, нужно знать хотя бы основные принципы его работы.

Уст. информация

Поэтому, чтобы понять, как работает солнечный коллектор, мы продолжаем наши публикации: в прошлый раз мы говорили о принципах работы плоского солнечного коллектора. Сегодня наш рассказ о вакуумных солнечных коллекторах.

Вакуумные солнечные коллекторы работают несколько иначе, чем плоские. Вместо змеевика, пронизывающего всю поверхность коллектора, такие модели состоят из нескольких отдельных трубок, подключенных к общей собирающей шоссе. Различают два типа вакуумных коллекторов — прямоточные и с принципом «тепло».

В прямоточном вакуумном коллекторе теплоноситель поступает внутрь трубы непосредственно с раздающей магистрали гелиоконтура, проходит через соединенное с абсорбером канала, а затем возвращается в собирающую магистраль. Такой коллектор, как правило, дешевле, чем в модели с «тепловой трубы», но у них есть недостатки. Например, из-за того, что внутренние каналы коллектора являются частью гелиоконтура, в случае необходимости ремонта, по крайней мере, одной трубы (при ее разгерметизации) необходимо выключить систему и отвод тепла из системы.

У вакуумного коллектора с «тепловой трубы» каждая вакуумная трубка — отдельная автономная система, связанная с собирающей линией только через теплообменник. Поглотитель соединен с «тепловой трубы», в которой содержится небольшое количество жидкости с низкой температурой кипения. Нагреваясь от абсорбера, жидкость испаряется, пар поднимается в верхнюю часть трубки — для находящегося там конденсатора. Соприкасаясь с конденсатором, пар дает ему тепло и возвращается при этом в жидкое состояние, течет по трубе вниз, обратно к абсорберу. Конденсатор, в свою очередь, передает полученное тепло циркулирующей в гелиоконтуре жидкости через теплообменник собирающей шоссе. И этот цикл повторяется много раз.

Коллекторы с «тепловой трубы» дороже, чем обычные прямоточные вакуумные модели, но они более эффективны и имеют еще несколько преимуществ. Один из них — простой монтаж. Конструкция модели позволяет сначала установить собирающую магистраль коллектора, а затем вставить в нее конденсаторы трубок. Если одна из трубок повреждена (например, было разбито стекло), заменить ее можно быстро и без слива теплоносителя и демонтажа коллектора — просто вынуть старую и поставить на ее место новую. Но при выборе гелиоколлектора этого типа нужно учитывать, что он должен находиться в пространстве под углом к горизонту — для обеспечения надлежащего потока пара и жидкости в тепловой трубке».

Строительство самих вакуумных труб, также может различаться. Одна из типичных конструкций — коаксиальная, в которых стеклянная трубка состоит из двух слоев стекла с вакуумом между ними. В таких трубках, поглощающее солнечный свет покрытия, нанесенные непосредственно на внутренний слой стекла, а тепло от стенок колбы в канал с охлаждающей жидкостью или «тепловой трубке» передается через пластины из металла с высокой теплопроводностью. Другая конструкция вакуумной трубки предполагает один слой стекла, с полностью вакуумированным пространством внутренней трубки и с прямоугольным абсорбером внутри колбы, непосредственно связанном с «тепловой трубы» или трубкой, прямоточного коллектора. Поглотитель может иметь как гладкую, так и рифленую форму — для увеличения поверхности поглощающего покрытия. Некоторые производители предлагают возможность поворота вакуумные трубки вокруг оси при монтаже — чтобы развернуть поглотитель трубки в более выгодном положении относительно солнца.

Потому что между абсорбером и внешним стеклом коллектора, нет газа, способного передачи тепла, потери тепла у такой модели являются низкими даже в сильные морозы. Благодаря лучшей теплоизоляции вакуумные модели могут превышать плоские солнечные коллекторы в 1,52 раза в сезоне, и в 23 раза, в самый неблагоприятный для гелиосистем зимний период. Это позволяет применять вакуумные коллекторы для поддержки систем отопления, в том числе в регионах с морозными зимами.

Для эффективной работы вакуумного коллектора очень важно сохранить герметичность трубок. Визуально определить целостность каждой трубки легко, поэтому многие производители снабжают свои коллекторы своеобразным индикатором — покрытием, которое в контакте с атмосферным воздухом меняет свой цвет. С его помощью легко понять, когда трубы нужно заменить.

 

Антибликовое стекло (слева) отражает меньше солнечного света по сравнению с обычной (справа), поэтому гелиоколлекторы с такими стеклами могут получать больше тепла и продуктивно работать

Вакуумные коллекторы не имеют способности к оттаиванию снега (из-за низких потерь тепла стекло практически не нагревается). Однако и снег держать вас в узких трубках с наклонной стен не легко.

(Продолжение следует)

Строительство и ремонт