Чим відрізняються вакуумні сонячні колектори?

Ефективність сонячного колектора заснована на конструктивних особливостях самого агрегату і способі збереження тепла. Панель включає ряд мідних труб, кожна з яких розташовується в запаяній з обох сторін, ізольованій скляній колбі. Як відомо, вакуум зовсім не проводить тепло, саме він і виступає в ролі ізолятора. Завдяки своїм характеристикам вакуум знижує теплові втрати, забезпечуючи досить високий ККД системи.

Основна перевага вакуумних колекторів

Неважливо сонячний день або похмурий і наскільки висока температура повітря. Навіть взимку при середній хмарності вакуумна трубчаста панель на 35-40 % ефективніше колектора з іншою конструкцією.

Щоб отримати максимальний обсяг сонячної енергії, промені повинні весь час падати під прямим кутом. У ранній ранок, на заході, як і в сонячний полудень, радіальна скляна колба забезпечує постійну перпендикулярність падіння сонячних променів. Таким чином, інтенсивність нагрівання теплоносія в мідних трубах постійна в будь-який час доби.

Плоскі сонячні колектори починають давати теплу воду до середини дня. Вакуумна ж конструкція позбавлена ​​такого недоліку і забезпечує подачу гарячого теплоносія без простою. Весь абсорбуючий трубопровід виконаний з міді. Залежно від моделі труби можуть бути прокладені коаксиально, коли трубка меншого діаметру проходить усередині трубки більшого, або U-образно. Внутрішні труби несуть холодний носій, який по мірі руху вниз нагрівається. Потім він потрапляє в зовнішні, по яким вже прогрітим піднімається вгору, одночасно нагріваючи воду, яка знову надійшла у внутрішніх трубах.

Найчастіше внутрішню поверхню скляної колби роблять дзеркальною. Це дає можливість захоплювати і направляти на мідну трубку промені, що проходять повз.

Панелі колектора розташовують під відкритим небом, але не варто турбуватися за їх безпеку. Ударостійке скло, з якого зроблені колби, здатне витримати удари великого граду або падіння конструкції. Одночасно з цим стінки трубок не мають великої товщини. У разі засипання снігом або зледеніння, за рахунок мінімальної теплової інерції, панель самостійно швидко звільняється.

Ще одним плюсом вакуумної системи є низька парусність. Вітер може вільно проходити крізь трубки, не надаючи особливого тиску. І звичайно, конструкція забезпечена надійним кріпленням для дахів або стін. Колектор можна використовувати в горах або на узбережжі, в різних кліматичних районах. У разі пошкодження скляної колби, її легко замінити без зупинки роботи або зливу теплоносія.

Довговічність системи обумовлена ​​надійністю всіх її складових. Так як мідь не піддається корозії, вакуумний колектор здатний давати гарячу воду або постачати теплом довгі роки. Орієнтовний період використання такого обладнання 30-40 років. Серед моделей, що випускаються виділяють два типи систем: з примусовою і природною циркуляцією носія. Устаткування включає акумулюючий бак з прямим або віддаленим підключенням до панелі. Бак, який підключений безпосередньо, мінімізує теплові втрати, що виникають при переміщенні рідини, а також займає менше площі.

При всіх перевагах сонячні колектори так і не набули масового поширення. Причина – досить висока ціна. Європейці вище оцінили цю енергозберігаючу технологію. У деяких країнах впровадження та виробництво панелей налагоджено і підтримується державою. Прихід на ринок азіатських виробників створив умови для деякого зниження рівня цін. Зараз доступними стали навіть моделі провідних європейських брендів.

Колектор прямого підключення

В системі цього типу колектор і акумулюючий бак з'єднані безпосередньо. Вода по трубах надходить в трубки колектора, нагрівається і повертається в бак на наступне коло.

Серед переваг конструкції цього типу можна виділити відсутність додаткових елементів. Технологія проста і заснована на процесах природної конвенції, при якій теплоносій, нагріваючись, піднімається вгору акумулюючої ємності. Холодна вода, навпаки, прагне в нижню частину бака, потрапляє в систему і забезпечує постійну циркуляцію рідини. Отже, накопичувальний бак повинен бути розташований вище колектора.

В системі такого типу бак, що з'єднаний з колектором безпосередньо, не розрахований на тиск. Подача води повинна здійснюватися через редуктор, що зменшує тиск центрального трубопроводу. В цілому така система характеризується найменшим гідравлічним опором.

Колектор з теплообмінною системою підігріву

У такій конструкції враховані недоліки попереднього типу і збережені всі його переваги. Накопичувальний бак забезпечений вбудованим ефективним теплообмінником, який безпосередньо підключений до вакуумного колектора. Циркуляція теплоносія заснована на тому ж принципі, без створення тиску. Вода не нагрівається безпосередньо, тому ємність можна з'єднати з напірною системою подачі води.

Важливою перевагою такої системи є можливість заповнити нагрівальний контур рідиною, яка не замерзає (наприклад, на зимовий період). Таким чином, в трубах колектора немає забруднень і відкладення солей, а кількість теплоносія не змінюється.

Колектор з термотрубками

Цей тип вакуумного колектора відрізняється наявністю термотруб – запаяних труб зі слабокип’ячою рідиною.

Термотрубки – це порожниста трубка з міді, запаяна з обох кінців і заповнена іноргатіком. Під дією сонячної енергії рідина в цьому елементі нагрівається і піднімається. Пікова температура у верхній частині може досягати більше 300 °С. Елемент поміщають в скляну колбу і фіксують таким чином, щоб вона максимально ефективно передавала тепло циркулюючій в системі нагріву рідині. При низькій температурі навколишнього середовища конструкція забезпечує додаткову ізоляцію теплоносія.