2.4. Принцип дії колекторів
Принцип дії плоского колектора.
Сонячне світло проходить через скління і потрапляє на поглинаючу пластину, яка нагрівається, перетворюючи сонячну радіацію на теплову енергію. Це тепло передається теплоносію - воді або антифризу, циркулюючому сонячним колектором. Теплоносій нагрівається і віддає потім теплову енергію через теплообмінник воді у водонагрівачі місткості. У ньому гаряча вода знаходиться до моменту її використання. Також у ємному водонагрівачі можна встановити електричну вставку, щоб у разі зниження температури нижче встановленої (наприклад, внаслідок тривалої похмурої погоди) вона догрівала воду до заданої температури.
2.4.2. Принцип дії прямоточного вакуумного колектора.
Рис.2.11. Принцип дії і розріз прямоточного вакуумного колектора.
Сонячна радіація проходить крізь вакуумну скляну трубку, потрапляє на поглинач і перетворюється на теплову енергію. Тепло передається рідині, що протікає через коаксіальний трубчастий прямоточний теплообмінник. Кожна трубка теплообмінника сполучена з накопичувальним баком, так званим “колектором” - системою з 2 мідних труб. По одній з них нагріта вода передається в бак-накопичувач, по іншій - холодна вода з бака-накопичувача поступає для нагрівання у вакуумовані трубки.
2.4.3. Принцип дії вакуумного колектора з тепловою трубкою.
Це складніший і дорожчий тип колектора. Теплова трубка - це закрита медная/скляна трубка з невеликим змістом легкокиплячої рідини. Під впливом тепла рідину випаровується і забирає тепло вакуумної трубки. Пари піднімаються у верхню частину, де конденсуються і передають тепло теплоносію головного контура водоспоживання або незамерзаючій рідини опалювального контура. Конденсат стікає вниз, і все повторюється знову. Приймач сонячного колектора мідний з теплоізоляцією. Передача тепла відбувається через мідну “гільзу” приймача, завдяки цьому опалювальний контур відокремлений від трубок, і при пошкодженні однієї трубки колектор продовжує працювати. Окрему трубку можна замінити у разі потреби, колектор при цьому продовжує функціонувати. Процедура заміни трубок дуже проста, при цьому немає необхідності зливати незамерзаючу рідину з контура теплообмінника.
2.5. Монтаж сонячного колектора.
Кількість теплової енергії, що виробляється сонячним колектором, залежить від цілої низки факторів. До тих, що можна змінювати, відносять кут нахилу і орієнтацію установки. Критерієм орієнтації є азимут.
Кут нахилу – це кут між горизонталлю і батареєю. При установці на скатному даху кут нахилу задається скатом крівлі. Найбільша кількість енергії сприймається панеллю колектора при прихильності його площини під прямим кутом до напряму інсоляції. Оскільки кут інсоляції залежить від часу доби і року, орієнтацію площини колектора слід виконувати відповідно до висоти Сонця в період надходження найбільшої кількості сонячної енергії.
Згідно досвіду, ідеальними для нашої широти виявилися кути нахилу між 30º і 45º.Азимут описує відхилення площини колектора від напряму на південь; якщо площина колектора орієнтована на південь, то азимут = 0º. Для нашої широти прийнятні відхилення від напряму на південь до 45º на південний схід або південний захід.
Установка сонячного колектора і визначення його розмірів повинні бути виконані так, щоб незначною була дія сусідніх будівель, що давали тінь, дерев, ліній електропередач і т.п. Важливою частиною геліоустановки є підтримуюча конструкція для сонячних колекторів. Вона забезпечує правильний кут нахилу, а також необхідну жорсткість конструкції. Комбінація підтримуючої конструкції з сонячними модулями повинна витримувати пориви вітру та інші несприятливі впливи навколишнього середовища.