Главная \ Автономные системы энергообеспечения \ Устройство и принцип работы солнечного коллектора вакуумного типа

Устройство и принцип работы солнечного коллектора вакуумного типа

Устройство и принцип работы солнечного коллектора вакуумного типаСолнечный коллектор с вакуумными трубами используют для отопления жилых домов и общественных зданий, а также для обустройства в них горячего водоснабжения. Принцип его работы основан на преобразования энергии теплового излучения солнца, этот процесс происходит независимо от погоды и температуры окружающего воздуха. Наиболее рациональное расположение солнечного коллектора на крыше дома, причём угол наклона панелей выбирают расчётным путём, для обеспечения максимальной эффективности. Строго горизонтальное расположение коллектора не применяется, так как затрудняется циркуляция теплоносителя. При правильном использовании солнечный коллектор способен проработать до 20 лет.

Назначение устройства

Солнечный коллектор имеет три основные части:

  • коллектор;
  • резервуар-теплообменник;
  • блок управления (контроллер).

Солнечная энергия, попадая на коллекторные трубки, нагревает теплоноситель, который по системе труб поступает в бак теплообменника. Резервуар теплообменника предназначен для передачи тепла от теплоносителя воде, для её нагрева и поддержания установленной температуры, дефицит которой поддерживают с помощью дополнительного водонагревателя (электрического, газового или любого другого). Нагретая вода поступает из резервуара-теплообменника в отопительные радиаторы и систему подачи горячей воды. Для контроля и управления температурой, выбора экономичного режима работы гелиосистемы, используется контроллер (блок управления). С его помощью включается дополнительный водонагреватель в ночное время или при недостаточной температуре теплоносителя, который поступает с коллектора.

Особенности конструкции

Коллектор представляет собой систему трубок, расположенных параллельными рядами. Конструктивно трубки напоминают термос: две ёмкости, изготовленные из термоустойчивого стекла, расположены одна внутри другой, они изолированы друг от друга вакуумом. Центральная трубка покрыта абсорбирующей смесью, поглощающей солнечную энергию и препятствующей потере тепла. Коллектор, выполненный по данной технологии способен даже в облачную погоду поглощать инфракрасное излучение и преобразовывать его в тепло. Приёмник тепла выполняют из меди, он отделен от вакуумных трубок нержавеющей сталью. Выход из строя одной из трубок не влияет на нормальную работу гелиоколлектора, её заменяют, не сливая при этом незамерзающую жидкость из контура приёмника тепла.

Резервуар-теплообменник представляет собой емкость, в которой расположены:

  • теплообменные спирали;
  • насос;
  • манометр, для контроля давления;
  • вентили, для регулировки поступления воды;
  • сбросовый клапан давления;
  • выходные вентили для подключения систем отопления и горячего водоснабжения;
  • дополнительный электронагреватель.

Блок управления выполняет функцию контроля температуры теплоносителя в теплообменнике и солнечном коллекторе, а также поддержки заданного режима в определённый период. Максимальная температура горячей воды, отопления, последовательность нагрева воды для разных систем выполняется автоматикой блока управления, в соответствии с заданной программой.

Два типа солнечных коллекторов

Гелиосистемы делятся на два типа, по признаку периодичности использования:

  • сезонные;
  • внесезонные.

В сезонных системах реализована непосредственная теплопередача от солнечного излучения воде, вакуумные трубки напрямую соединены с баком теплообменника. Вода из бака подаётся непосредственно в трубки, где она нагревается, после чего поступает обратно. В связи с тем, что тепло передаётся непосредственно воде, отпадает необходимость в дополнительных устройствах – это удешевляет конструкцию. Недостатком данного типа коллекторов является необходимость использования большого объёма воды в контуре теплообменника, до 200л.

Внесезонные системы являются замкнутыми, в вакуумном коллекторе используются термотрубки. Незамерзающий теплоноситель протекает по коллектору и собирает накопленное тепло, после чего она проходит через бак теплообменника, нагревая в нём воду. Блок управления контролирует температуру в коллекторе и в случае её понижения, относительно температуры в баке, прекращает движение теплоносителя.