Солнце является основным источником тепловой энергии для всех объектов Солнечной системы и наша планета исключением не является. Даже сжигая уголь, газ и нефть мы всего лишь высвобождаем законсервированную в них в свое время энергию нашего Светила.

Однако только в сравнительно недавнее время мы получили возможность искусственно концентрировать достаточное количество солнечного тепла для того, чтобы с его помощью нагревать теплоноситель в системе отопления даже холодной зимой. Устройства, предназначенные для улавливания тепла солнца и его передачи в теплоноситель, называются солнечными коллекторами.

Виды солнечных коллекторов: особенности и принцип работы

Всего существует два распространенных вида гелиоколлекторов – плоские и вакуумные.

Плоские представляют собой прямоугольные панели, в которых под прочным стеклом размещается плоскость абсорбера – специальный материал, хорошо поглощающий тепло солнечного излучения в видимом и инфракрасном спектре. Абсорбер передает тепло в проходящие через него трубки, по которым протекает теплоноситель. Снизу панель коллектора закрыта теплоизоляционным слоем.

К достоинствам плоских коллекторов можно отнести:

• относительно низкая стоимость панелей и системы в целом;
• высокая эффективность в теплое время года (теплоноситель может нагреваться до 200°С);
• простота подключения – панель представляет собой готовый к монтажу модуль, не требующий дополнительной сборки.

Недостатками таких установок являются:

• сложность поднятия на крышу крупных и массивных панелей;
• высокий уровень тепловых потерь, что снижает эффективность коллектора при понижении температуры воздуха;
• малая эффективность при отрицательных температурах.

Последняя из указанных особенностей делает бессмысленным применение плоских гелиоколлекторов в качестве основного или дополнительного источника тепла для систем отопления в нашем регионе.

Вакуумные солнечные коллекторы конструктивно значительно отличаются от плоских. Они представляют собой набор стеклянных трубок, внутри которых располагается трубчатый или плоский абсорбер, который чаще всего отдает тепло в тепловые трубки, которые в свою очередь, передают тепло теплоносителю.

Главной особенностью солнечных коллекторов этого типа является отсутствие воздуха внутри стеклянной трубы. Вакуум, как известно, является отличным теплоизолятором. Поэтому уровень тепловых потерь вакуумных коллекторов крайне низкий и они могут эффективно использоваться при морозах до -30°С.

Также при выборе следует учесть, что установка солнечного коллектора на вакуумных трубках гораздо проще, чем плоских крупногабаритных панелей. Каждая трубка подключается к коллектору по отдельности и система в целом легко масштабируется.

Вывод

Как видим, высокий уровень тепловых потерь плоских гелиоколлекторов делает невозможным их применение для нагрева теплоносителя в морозные дни. Наилучшую эффективность во время осенне-зимних холодов показывают вакуумные коллекторы на тепловых трубках.

Однако при проектировании системы отопления не следует забывать, что производительность солнечных коллекторов напрямую зависит от мощности солнечного излучения и сильно снижается в пасмурные холодные дни. Поэтому солнечный коллектор не может быть основным источником тепла. Но в качестве дополнительного подогревателя теплоносителя это простое устройство – уникально, ведь по соотношению цена/ эффективность оно не имеет аналогов.