|
Описание гелиосистемы
Солнечный вакуумный коллектор (далее вакуумный коллектор) состоит из набора обязательных элементов (вакуумные трубки, бойлер (накопительный резервуар) и блок управления). Это обеспечивает эффективное функционирование системы.
Схема вакуумного коллектора:
1 – солнечные лучи,
2 – вакуумный коллектор,
3 – датчик температуры № 1,
4 – бак сброса излишнего давления,
5 – центр управления,
6 – контроллер,
7 – электронагреватель,
8 – датчик температуры № 2,
9 – предохранительный клапан,
10 – входное отверстие (холодная вода),
11 – выходное отверстие (горячая вода),
12 – накопительный резервуар с двумя теплообменниками,
13 – основной контур отопления.
Вакуумные трубки
– набор вакуумных трубок, называется коллектором. Он преобразует поток солнечного излучения в тепловую энергию, где осуществляется первичная передача полученного тепла в накопительный резервуар, через циркулирующий в системе теплоноситель (бытовой антифриз).
Коллектор комплектуется от 10 вакуумных трубок, располагающихся параллельно друг другу. Количество коллекторов зависит от поставленной задачи, но обычно для горячего водоснабжения достаточно 1-5.
Бойлер (накопительный резервуар)
– бак заданного объёма (обычно, 100-500 л) в котором накапливается тёплая вода, полученная от вакуумных коллекторов. Функции бойлера: 1) накопление горячей воды, 2) сохранение полученного тепла, 3) дополнительный подогрев воды (при необходимости). Дополнительный подогрев (в случае необходимости) может осуществляться за счёт газа, дизтоплива, угля, дров, электричества и т. д.
Блок управления (рабочая станция)
– комплекс автоматического контроля системы, включающий контроллер, датчики температуры и давления, насос и запорные элементы. Позволяет полностью автоматически контролировать процесс и установить наиболее эффективный режим работы системы в течение суток.
Принцип работы
Система функционирует исходя из четырех базовых процессов:
1) улавливание солнечного излучения;
2) теплообмен;
3) консервация полученного тепла;
4) автоматизированный контроль системы.
Солнечное излучение, попадая на коллектор, проходит через его вакуумную зону и достигает специального покрытия, которое улавливает те волны солнечного излучения, которые несут наибольшую энергию – в первую очередь инфракрасный спектр. В результате чего происходит интенсивный разогрев вакуумного коллектора. Полученная энергия передаётся: воде (непосредственно используемой) или теплоносителю (антифриз). В первом случае полученное тепло непосредственно передаётся воде для её нагрева. Во втором – теплоноситель используется для нагрева потребляемой воды.
Обычно, теплоноситель пространственно соприкасаются с медной трубкой (спиральной, U-образной или головчатого типа), которая характеризуется повышенным коэффициентом теплообмена. Именно через медную трубку и осуществляется процесс теплообмена между теплоносителем и нагреваемой водой.
С целью сохранения полученного тепла в вакуумных коллекторах используются баки-резервуары, имеющие слой утепления, который обеспечивает как можно более продолжительное поддержание внутренней температуры. Для более эффективной координации функционирования наиболее сложные установки (и одновременно наиболее производительные) комплектуются системой автоматического управления, где осуществляется контроль работы всей установки в соответствии с заданными параметрами, включая выбор оптимального режима работы системы в течение суток. При этом контроллер регулирует поток теплоносителя и определяет направление подачи тепла (горячее водоснабжение и/или отопление).
Установка коллекторов
Вакуумные коллекторы могут устанавливаться на любом освещённом пространстве: как горизонтальном, так и вертикальном. При этом экспозиция (север-юг) и угол наклона (0-90?) оказывают значение на эффективность работы всей системы. Следует учесть, что функционирование системы возможно в любое время года и погоду, однако наибольшая производительность коллекторов приходится на период весна-осень. Поэтому при комплектации вакуумных коллекторов необходимо учитывать их минимальную производительность, рассчитанную на холодный период года, когда количество солнечной энергии снижается, а потребность в тепловой энергии – возрастает.
Вакуумные коллекторы могут работать в открытом автономном режиме (например: прямой подогрев воды для пассивного горячего водоснабжения), но наиболее распространённые и эффективные типы установок – закрытые, двухконтурные, функционирующие при магистральном давлении водопровода и имеющие дополнительный источник энергообеспечения.
Основное отличие вакуумных коллекторов от плоских - в том, что они могут использоваться в течении круглого года, в условиях Российского сурового климата.
Последний вопрос, который остается - а что делать, если коллектор на крыше, и его снегом засыпет ?
Полностью его не закроет снегом из за наклонной поверхности и отверстий между трубками.
Даже если остается открытой небольшая часть (солнечные лучи проникают даже через небольшой слой снега) - ранним утром при попадании лучей коллектор 'включится' в работу, и при работе он имеет небольшую положительную температуру, которая уберет весь снег с поверхности.
Подведем итог по использованию вакуумных коллекторов:
1. Получение альтернативного источника неограниченной, экологически чистой бесплатной энергии.
2. Обеспечение потребностей в горячей воде для бытовых нужд (даже в местах отсутствия магистрального водопровода).
3. Полное или частичное обеспечение потребностей отопления (осенне-весенний период – до 80 %) (зимний – до 50 %).
4.Снижение уровня потребления традиционных энергоресурсов, а следовательно, и финансовых затрат.
| 
