2. Как работает система солнечного теплоснабжения?
Сердце системы - это коллектор. Коллектор представляет собой устройство, позволяющее эффективно использовать энергию солнечного излучения для нагрева теплоносителя. Энергию, полученную теплоносителем (обычно это смесь воды и антифриза) от Солнца, направляют на бытовые нужды теплоснабжения или горячего водоснабжения. С виду коллекторы представляют собой прямоугольные устройства, площадью поверхности 2-4 м2. Обычно коллекторы устанавливают на крышах домов или на участке возле дома. Нагретая вода хранится в баке-накопителе, откуда ее можно изымать для различных нужд. Когда температура воды в коллекторе превысит температуру в баке, автоматизированная система управления включает насосы, заставляющие воду циркулировать между коллектором и баком. Чтобы иметь теплую воду и отопление в периоды неблагоприятных погодных условий и в зимнее время в систему интегрируется котел на древесном топливе, газе, электронагреватель или ее подключают к центральному отоплению.
Рис.
3. Система солнечного отопления.
источник:
ESTIF //
http://www.estif.org/uploads/RTEmagicC_004D_SolarHeatingHouse.jpg.jpg
Таким образом, элементы системы солнечного отопления: 1. Солнечные коллекторы. 2. Бак-накопитель. 3. Автоматизированная система управления, которая содержит датчики температуры, давления, устройство, следящее за показаниями датчиков, приводящее в действие насосы, клапаны и краны. 4. Трубы, вентили, краны, насосы. 5. Страхующая система (электрический, газовый, древесный подогрев).
3. Устройство и виды коллекторов.
Существуют различные виды солнечных коллекторов, но наибольшее распространение получили плоские коллекторы и коллекторы с вакуумными трубками. Главное в коллекторе - это абсорбер. Абсорбер поглощает коротковолновое солнечное излучение. Его обычно делают из меди или алюминия, а поверхность металлизируют хромом или никелем. Если не требуются высокие температуры, то абсорбер делают из черного пластика. В абсорбер встраивают медные трубки, по которым течет теплоноситель, забирая у него тепло. Для предотвращения потерь тепла вследствие теплопроводности через корпус абсорбер с трубками снизу и сбоку изолируют полиуретановой пеной или стекловатой. В качестве прозрачного покрытия устанавливают стекло, обедненное атомами металлов. Оно пропускает большую часть коротковолнового излучения, нагревающее абсорбер, а также предотвращает конвекцию.
Рис.
4. Плоский коллектор.
Корпус коллектора делают из алюминия, оцинкованной стали и реже из стеклопластика. Плоские коллекторы имеют хорошее соотношение цена/качество и широкие возможности для установки.
Рис. 5. Коллектор с вакуумными трубками.
Чтобы уменьшить потери вследствие теплопроводности абсорбер и медные трубки с протекающим по ним теплоносителем помещают в стеклянные трубки, из которых откачивают воздух.
Рис.
6. Коллектор с вакуумными трубками.
В другом виде коллектора из вакуумных трубок солнечное излучение испаряет первичный теплоноситель, находящийся в плоском абсорбере. Первичный теплоноситель имеет низкую температуру парообразования. Пар поступает в теплообменник и нагревает вторичный теплоноситель, который поступает непосредственно в бак-накопитель. Конденсированная жидкость возвращается обратно. Для того чтобы происходил процесс испарения и конденсации, трубки должны быть выставлены под определенным углом. Преимущество коллекторов из вакуумных трубок состоит в том, что они нагревают воду даже при небольшой интенсивности солнечного излучения. В то же время их стоимость примерно в два раза выше, по сравнению с плоскими коллекторами.