Особливості роботи вакуумного сонячного колектора

На сьогоднішній день навряд чи хтось не захоче отримати гарячу воду по вартості холодної. Сьогодні це досить реальний варіант, який став можливий завдяки такому пристрою, як вакуумний сонячний колектор. Головне позитивна якість використання цієї системи полягає в тому, що даний пристрій буде окупатися практично з першого дня запуску. Принцип роботи полягає в тому, що сонячна енергія є повністю безкоштовною. Використання цієї енергії не обкладається жодними податками, що полегшує розрахунок окупності даної системи.

Зараз точно вказати терміни окупності такого обладнання, як вакуумний сонячний колектор для опалення, буває досить складно. Тоді розрахунок потрібно вести з урахуванням добового обсягу використання гарячої води, ціни на паливо, яке буде замінювати сонячна енергія, а також тривалості сонячного періоду і потужності випромінювання в районі. Крім того, необхідно брати до уваги і багато інших чинників. Втім, при неухильному підвищенні цін на звичайні енергоносії час окупності колектора стає все коротшим. Все це робить даний пристрій дуже вигідним для нагрівання води.

різновиди колекторів

Сьогодні відомо безліч різновидів колекторів, які використовують сонячну енергію для нагрівання води. Ми зупинимося на одному з найбільш вдалих варіантів, яким є вакуумний сонячний колектор, який має один контур і виносної накопичувальний бак. Його зручність полягає в тому, що всі деталі обладнання розташовуються зовні будівлі, а тому для них не потрібно передбачати спеціального технічного приміщення. Це дуже вигідно, тому що далеко не завжди вдається облаштувати таке приміщення житлового будинку. Для ефективної роботи до апарату підводяться труби для гарячої і холодної води, і тільки після цього його можна буде використовувати. Щоб підвищити функціональність обладнання, необхідно передбачити розташування недалеко від мережі з напругою не менше 220 вольт. Втім, навіть без електропостачання основна функція апарату по нагріванню води буде виконуватися.

Принцип роботи вакуумного сонячного колектора

Цей пристрій за своєю суттю можна вважати бойлером. Основну роль тут виконують нагрівальні елементи, виконані з міді. Вони розташовані у внутрішній частині накопичувальної ємності. Ефективний розрахунок кількості цих деталей залежить від обсягу накопичувальної цистерни. Нагрівальні елементи з міді являють собою теплові трубки, що знаходяться в вакуумних скляних трубках. За конструкцією цей апарат дуже схожий на термос, завдяки чому забезпечується мінімальна теплова втрата.

З внутрішньої сторони теплових труб розташовується швидко закипаюча рідина, яка не замерзає. Селективне покриття вакуумної труби поглинає сонячну енергію, яка перерозподіляється на теплові трубки. Рідина в цих трубках швидко закипає і піднімається вгору. Тут вона віддає тепло воді, яка знаходиться в баку. Далі ця рідина охолоджується і опускається вниз. Потім цей процес повторюється з певною періодичністю.

Кожна теплова трубка має наконечник з міді, яка не контактує з водою безпосередньо. Його розташовують в латунної гільзи, вкручувати в корпус. Накопичувальна ємність постійно наповнюється водою, на яку впливає магістральний тиск у водопроводі. Проведений розрахунок показав, що максимально допустимим тиском для цистерни можна вважати 0,6 МПа. При цьому принцип роботи полягає в тому, що холодну воду подають в нижню частину накопичувальної ємності, а паркан нагрітої відбувається з верхньої частини. Тому, в даному випадку не відбувається змішування потоків. Це дозволяє забезпечити постійну температуру на виході аж до повного зливу.

Верхній сегмент накопичувальної ємності має відвідників повітря автоматичної дії. Контроль над робочим процесом нагрівача води проводиться за допомогою багатофункціонального контролера. За допомогою цього приладу ведеться розрахунок і аналіз даних по температурі води, а також управління електричним елементом для нагрівання, який є в баку. Завдяки комбінованому використанню сонячної і електричної енергії, колектор може забезпечувати постійне постачання гарячою водою навіть в похмурий час року.

Можливості цілорічного використання

На сьогоднішній день розрахунок вчених показує, що в зимову пору року потужність сонячного випромінювання знижується більш ніж в 5 разів у порівнянні з літніми показниками. У зв`язку з цим у людей, які хочуть придбати даний апарат, виникає справедливе запитання, що стосується його застосування в зимовий період. Більшість сучасних виробників розробляють колектори для використання навіть при мінусовій температурі. І це незважаючи на те, що всі деталі конструкції перебувають на вулиці. Можливість цілорічної роботи досягається за рахунок використання в якості теплоносія незамерзаючої рідини. Крім того, на сучасних установках виносні баки мають відмінну теплоізоляцію. Сам бак також володіє потужним електричним нагрівальним елементом.

При автоматичній роботі водонагрівача розрахунок ведеться таким чином, що при зниженні температури в баку нижче мінус п`яти градусів запускається режим автоматичного обігріву, який підтримує постійну температуру води. Тому, якщо пристрій буде отримувати безперебійне електроживлення, то вода в ньому ніколи не замерзне. У той же час, в сонячну погоду можливий неінтенсивним її нагрівання.

Особливості функціонування в зимовий час

Робота сонячного колектора в зимовий період має деякі особливості. По-перше, одним з найважливіших елементів приладу є автоматичний відвідників повітря. Він досить добре обдувається, а тому при сильній мінусовій температурі його може прихопити. Другим моментом є наявність паралельно працюють труб з холодною або гарячою водою. Якщо між ними не буде водорозбору, то вода в них поступово замерзне. Щоб цього не сталося, потрібно забезпечити циркуляцію води.