Солнечный коллектор – это устройство, которое аккумулирует тепло от солнца для его последующего использования в различных целях. Как накопитель тепла используется вода. Поэтому их обычно применяют для отопления дома или горячего водоснабжения.
В Европе это довольно распространенная практика. Сейчас солнечные коллекторы начинают завоевывать и российский рынок.
Но если в теплых солнечных странах вроде Испании или Греции особой роли не играет, какой тип коллектора использовать, то в России с ее достаточно холодными зимами это важный момент.
Какой коллектор нужен?
Сейчас все представленные на рынке модели можно разделить на две основных группы: плоский коллектор и трубчатый вакуумный.
Первый тип прекрасно зарекомендовал себя в жаркую погоду. Но в морозную погоду производительность плоского коллектора сильно падает, так как большое количество тепла расходуется на преодоление разницы температур с окружающей средой.
Вакуумные же коллекторы могут эффективно работать даже при столбике термометра намного ниже нуля. Поэтому если вы хотите использовать солнечный коллектор для отопления в нашем климате, то стоит остановить выбор на вакуумных коллекторах.
Устройство трубчатого вакуумного коллектора
Главный элемент состоит из двух трубок – стеклянной и медной. Медная помещается в стеклянную, из которой откачивают весь воздух и создают вакуум. На внутреннюю медную трубку наносят специальное покрытие, которое воспринимает солнечные лучи, под действием которых медь нагревается. Так как медная трубка находится в вакууме, потерь тепла в окружающую среду не происходит.
Вся тепловая энергия передается теплоносителю внутри второй трубки – воде или другой жидкости на основе спирта. Жидкость нагревается, закипает, превращается в пар и поднимается в верхний конец трубки. Там за счет съема тепла она конденсируется и капельками стекает вниз. Отсюда вытекает один важный момент: минимальный рабочий угол вакуумного коллектора 5-10º.
Тепло от верхнего конца трубки передается в бак с водой, которую необходимо нагреть для последующего использования. Здесь можно выделить два момента:
жидкость на основе спирта закипает быстрее, следовательно вода в баке начинает нагреваться раньше;
теплоемкость воды выше, чем у спирта, поэтому она переносит больше тепла за раз.
Принципиальной разницы это не дает, при минусовых температурах работают оба варианта, так как вакуум обеспечивает теплоизоляцию и жидкость не замерзает.
Для отопления дома нагретую воду пускают по теплым полам и радиаторам. Чтобы уменьшить потери тепла через стены и крышу, дом следует хорошо утеплить.
В среднем, 2 м² коллектора за день способны нагреть 100 л воды до 40ºС.
Пару слов про мощность коллектора
В зависимости от площади помещения и желаемой комнатной температуры можно выбрать солнечный коллектор различной мощности и площади. При расчете необходимой мощности следует также учесть количество солнечного излучения в вашем районе (инсоляцию), и место расположения коллектора (должен быть повернут к солнцу большую часть дня). Если все сделано верно, с извлечением максимальной пользы, такая система отопления способна автономно поддерживать комфортную температуру в доме и избавить вас от оплаты за централизованное отопление.