Экологически чистым источником тепла называют солнечные коллекторы. Они обеспечивают производство горячей воды при минимальных текущих финансовых затратах, но стоимость инвестиции в такое оборудование остается высокой. Некоторые вопросы использования коллекторов описаны ниже.
Когда коллектор начинает работать? Коллекторы поглощают прямое и рассеянное излучение, количество и качество которого меняются в зависимости от времени года и в течение светового дня. В декабре максимальная интенсивность излучения составляет около 80 Вт/м2, в апреле и сентябре – 350 Вт/м2, а в июне — 600 Вт/м2. Коллектор начинает преобразовывать солнечную энергию в тепло после превышения порогового значения излучения. Это значение зависит от конструкции коллектора. В коллекторах с абсорбером без покрытия оно составляет 210 Вт/м2, в коллекторах со стеклянным покрытием – 70-90 Вт/м2. Самое низкое пороговое значение (около 20 Вт/м2) имеют вакуумные коллекторы. Это нужно знать, чтобы определить возможность работы определенного вида в конкретный месяц года.
По теме: Как самому подсчитать возможности использования солнечной энергии
Для чего в системе коллекторов нужен бак-аккумулятор? В системах солнечных коллекторов, которые нагревают воду для горячего водоснабжения (ГВС), устанавливают промежуточный накопительный бак теплой воды, ведь существует сдвиг во времени периода получения горячей воды (период наивысшей продуктивности коллектора приходится на период с 9 до 15 часов) и времени использования. Утром (7-9) горячая вода нужна для умывания, после обеда (13-16) – для мытья посуды, вечером (19-22) для принятия душа. Накопительный бак должен запасать горячую воду на вечернее и утреннее время. А в пасмурные дни в таком баке для зрівноваженого производства горячей воды можно использовать дополнительный электрический тэн или теплообменник от котла. Если имеется большая система коллекторов, то нагретая вода в баке-накопителе может использоваться для частичного догрев дома, уменьшая потребление топлива (газ, дрова) для традиционного источника тепла (котел, камин).
Какой теплоноситель используется в коллекторе? В системах, которые работают только летом, можно использовать воду. На зимний период вода должна сливаться из коллектора. Всесезонные коллекторы используют незамерзающую жидкость. При этом надо учитывать то, что характеристика этой жидкости отличается от воды. Большая вязкость жидкости на основе гликоля требует увеличения диаметра труб или создания большего напора. Меньшая теплоемкость требует увеличения интенсивности потока жидкости. Жидкость для коллекторов должна иметь высокую температуру кипения, ведь температура может подниматься до 1900С (когда коллектор не используется).
По теме: Летом солнечный коллектор может «закипеть». Как с этим бороться?
Как подобрать размер коллектора? Нагрев горячей воды с помощью коллекторов может обеспечить 60-70% годовой потребности. На каждого жильца дома в этом случае нужно 1-1,5 м2 площади коллектора. Для нагрева закрытого бассейна нужно иметь площадь коллекторов, которая не меньше 40% площади бассейна. Для открытого бассейна эта цифра составит 70%. Для семьи из 4-х человек на ГВС требуемая площадь коллекторов 4-6 м2. Для закрытого бассейна площадью 40 м2 коллекторы займут 16 м2. На больший процент не стоит выходить, так как стоимость системы в таком случае будет непропорционально дорогой (в зимний период нужно бы увеличить количество коллекторов в 6-8 раз).
По теме: целесообразно Ли использовать солнечные коллекторы для отопления?
Какова роль автоматики? Устройства автоматического управления нужны для согласования работы всех элементов системы. Это происходит на основе данных полученных от различных датчиков, вмонтированных в коллектор, бак, котел. На основе анализа данных о температуре принимается решение о включение циркуляционного насоса или дополнительного нагревательного оборудования. Это позволяет регулировать параметры работы, а именно: температуру воды в накопительном баке, максимальную температуру ГВС, ограничение работы котла в течение дня. В более сложных системах можно использовать автоматику для изменения угла наклона коллектора и менять ориентацию по солнцу для увеличения производительности производства горячей воды на 30-35%.
По теме: Солнечные водонагреватели ежегодно становятся все популярнее