Porównanie Paradigma Star 19/49 vs Atmosfera SPK F4M

- Próżnia. W szerokim znaczeniu, wszystkie kolektory słoneczne wykorzystujące izolację termiczną opartą na próżni nazywane są próżnią - w tym modele płaskie (patrz odpowiedni punkt). Jednak w naszym katalogu ta kategoria obejmuje tylko urządzenia o konstrukcji rurowej, które nie są związane z termosyfonem (patrz odpowiedni punkt) i mogą odpowiednio pracować przez cały rok.

We wszystkich modelach rurowych, zgodnie z nazwą, rury próżniowe o specjalnej konstrukcji pełnią rolę elementów pochłaniających, przenoszących energię słoneczną do wody wewnątrz i jednocześnie prawie nie uwalniających ciepła na zewnątrz. Zapewnia to wysoką sprawność i minimalne straty ciepła. Kolejną istotną przewagą takich urządzeń nad kolektorami płaskimi jest zwiększona sprawność w zakresie „odbierania” energii: lampy sprawdzają się przy niemal każdym kącie padania światła słonecznego, a nawet przy pochmurnej pogodzie. Jednocześnie rurowe kolektory próżniowe są również zauważalnie łatwiejsze w montażu, konstrukcja jest montowana w częściach: najpierw rama, potem korpus wymiennika ciepła, a następnie same rury. A większość modeli pozwala na wymianę tylko pojedynczych rurek w przypadku awarii, bez dotykania reszty konstrukcji.

Jeśli porównamy „zwykłe” kolektory próżniowe z termosyfonowymi, to ten typ jest bardziej wydajny, można go używać do ogrzewania (również w zimnych porach roku, przy temperaturach poniżej zera), ale jest to trudniejsze i droższe....r>
- Mieszkanie. Stosunkowo niedrogi typ kolektorów słonecznych, w rzeczywistości najprostszy typ tego typu urządzeń, masowo prezentowany na rynku. Na froncie takiego urządzenia znajduje się przezroczysta pokrycie (wykonana ze specjalnego szkła lub przezroczystego tworzywa sztucznego), pod nią znajduje się warstwa absorbująca (absorber) z systemem przewodzącym ciepło, a na tylnej stronie znajduje się warstwa termoizolacyjna (aby uniknąć wycieku ciepła).

Teoretycznie takie systemy są w stanie podgrzać wodę w środku do temperatury około 200 °C (przy braku cyrkulacji chłodziwa). Przy niskich kosztach mają dobrą wydajność w ciepłym sezonie. Z kolei kolektory płaskie charakteryzują się niskim stopniem izolacyjności termicznej, co znacznie obniża ich sprawność w okresie jesienno-zimowym. Istnieją ulepszone odmiany takich urządzeń - w szczególności urządzenia, w których zamiast warstwy termoizolacyjnej stosuje się głęboką próżnię (nie mylić ich z kolektorami próżniowymi - patrz odpowiedni punkt). Mogą pracować w niskich temperaturach, są jednak droższe, a rzeczywista sprawność nadal w dużym stopniu zależy od kąta padania promieni słonecznych.

Zwracamy również uwagę, że montaż kolektorów płaskich może być dość trudny: kolektor trzeba podnosić i montować w całości, co w pewnych warunkach powoduje niedogodności. A w razie awarii takie urządzenie trzeba całkowicie wymienić.

- Termosyfon. Specyficzny typ kolektorów próżniowych nazywa się termosyfonem (patrz odpowiedni punkt). Ich inna nazwa – „sezonowa” – bardzo wyraźnie odzwierciedla specyfikę takich urządzeń: są przeznaczone do użytku w ciepłym sezonie, od wiosny do jesieni. Zimą przy ujemnych temperaturach woda w takich kolektorach zamarza i stają się bezużyteczne.

Z jednej strony „termosyfony” są mniej wszechstronne niż pełnowartościowe modele próżniowe: są ograniczone w porze roku i nie można ich używać do ogrzewania (w chłodne dni, kiedy ogrzewanie jest najważniejsze, kolektor staje się bezużyteczny). Z drugiej strony takie urządzenia mają pewne zalety: są prostsze, tańsze, bardziej kompaktowe i łatwiejsze w montażu. Wśród najlepszych możliwości zastosowania systemów termosyfonowych są letnie pensjonaty, domki letniskowe, hotele i inne miejsca, w których ludzie przebywają głównie latem.

- Hybrydowy. Specyficzny rodzaj sprzętu, który łączy w sobie możliwości kolektora słonecznego i ogniwa fotowoltaicznego. Ogniwo fotowoltaiczne z reguły znajduje się na zewnątrz, a pod nią znajduje się właściwy kolektor. Ciekawą właściwością takich modeli jest to, że przy wysokich temperaturach powietrza i intensywnym nasłonecznieniu są one bardziej wydajne w wytwarzaniu energii elektrycznej niż tradycyjne panele słoneczne. Faktem jest, że fotokomórki nie tolerują nagrzewania się do temperatur 50 °C i wyższych - ich wydajność gwałtownie spada. A w ogniwie hybrydowym kolektor słoneczny pełni również rolę układu chłodzenia, usuwając nadmiar ciepła z fotokomórki i obniżając jej temperaturę. Z drugiej strony warto zauważyć, że sprawność cieplna takich modeli jest niższa niż wyspecjalizowanych kolektorów o podobnej wielkości – znaczna część energii słonecznej jest pochłaniana i rozpraszana przez fotokomórkę. Kolejną wadą takich urządzeń jest ich wysoki koszt. Ponadto należy pamiętać, że energia słoneczna wymaga nie tylko baterii, ale także złożonych systemów sterowania, akumulatorów itp .; i chociaż sama energia jest pozyskiwana za darmo, sprzęt do jej pozyskiwania jest również drogi. W związku z tym ta opcja jest znacznie mniej powszechna niż inne typy kolektorów słonecznych.

Materiał, z którego wykonany jest absorber to warstwa pochłaniająca energię słoneczną. Jest to główna część robocza kolektora, ogólne właściwości robocze urządzenia w dużej mierze zależą od jego konstrukcji.

W większości nowoczesnych modeli, niezależnie od typu, absorber wykonany jest z miedzi ze specjalną powłoką. Metal ten ma wysoką przewodność cieplną, dzięki czemu skutecznie przenosi ciepło do chłodziwa. Powłokę stosuje się w celu poprawy absorpcji światła słonecznego, zmniejszenia jego odbicia i odpowiednio osiągnięcia dobrych wskaźników wydajności.

Inną opcją spotykaną w kolektorach słonecznych jest aluminium. Kosztuje trochę mniej niż miedź, waży mniej, ale jest gorszy pod względem przewodności cieplnej i wydajności.

Całkowita powierzchnia pochłaniająca kolektora. W przypadku zestawów z kilkoma rozdzielaczami (patrz „Liczba rozdzielaczy”) obszar jest wskazany dla jednego urządzenia.

Zauważ, że znaczenie tego wskaźnika zależy od typu zbiornika (patrz odpowiedni punkt). W urządzeniach płaskich mówimy o obszarze roboczym - wielkości powierzchni narażonej na działanie promieni słonecznych. W modelach rurowych (próżniowe, termosyfonowe), gdzie rurki pełnią rolę pochłaniacza, brana jest pod uwagę całkowita powierzchnia rurek – w tym ta, która jest „w cieniu” podczas pracy i nie jest nagrzewana przez słońce . W celu wykorzystania tej powierzchni w pracy można zastosować specjalne odbłyśniki, jednak nie są one dostępne we wszystkich kolektorach rurowych.

Wszystko to sprawia, że pod względem powierzchni absorbera można porównywać tylko kolektory tego samego typu io podobnej konstrukcji. Jeśli mówimy o takim porównaniu, to duża powierzchnia z jednej strony zapewnia większą wydajność i szybkość nagrzewania, a z drugiej ma odpowiedni wpływ na gabaryty urządzenia i ilość miejsca potrzebnego do jego instalacji . Tutaj znowu jest specyfika, w zależności od rodzaju. Tak więc całkowita powierzchnia płaskiego kolektora odpowiada w przybliżeniu powierzchni powierzchni roboczej; jest nieco większa, ale ta różnica nie jest duża. Ale w modelach rurowych występuje paradoks, gdy całkowita powierzchnia jest mniejsza niż powierzchnia absorbera. Nie ma w tym jednak nic nadprzyrodzonego, jeśli we...źmiemy pod uwagę cechy konstrukcyjne i pomiarowe obu obszarów.

Powierzchnia otworu kolektora; w zestawach składających się z kilku urządzeń (patrz „Liczba kolektorów”) jest wskazany dla jednego kolektora.

Obszar apertury to w rzeczywistości obszar roboczy urządzenia: wielkość przestrzeni bezpośrednio oświetlonej przez słońce. W modelach płaskich (patrz „Typ”) rozmiar ten odpowiada rozmiarowi szklanego „okna” z przodu kolektora; w tym przypadku powierzchnia otworu jest zwykle równa powierzchni absorbera (patrz odpowiedni punkt) lub nieco mniejsza (ze względu na fakt, że krawędzie „okna” mogą zakrywać krawędzie powierzchni absorbującej Ale w kolektorach rurowych (próżnia, termosyfon) powierzchnię apertury można mierzyć na różne sposoby, w zależności od obecności reflektora.Jeśli jest, powierzchnia robocza jest równa powierzchni absorbera, ponieważ rury są napromieniowane z Jeśli odbłyśnik nie jest przewidziany, powierzchnia apertury jest traktowana jako suma powierzchni projekcyjnych wszystkich rurek; długość projekcji odpowiada w tym przypadku długości rurki, szerokość do wewnętrznej średnicy bańki szklanej lub zewnętrzną średnicę dętki, w zależności od konstrukcji.

Powierzchnia apertury jest jednym z najważniejszych parametrów nowoczesnych kolektorów słonecznych i wiąże się z nią wiele cech wydajności. Jednocześnie, przeliczając te cechy na 1 m2 powierzchni apertury, można porównać ze sobą różne modele (w tym te związane z różnymi typami).

Całkowita powierzchnia kolektora. Jeśli w zestawie jest kilka kolektorów, wskaźnik ten jest podany dla jednego urządzenia.

Całkowita powierzchnia określa przede wszystkim wymiary kolektora i ilość miejsca, która będzie wymagana do jego instalacji (należy pamiętać, że przy tej samej powierzchni określone wymiary różnych modeli mogą być różne). Co więcej, jeśli mówimy o rozmieszczeniu poziomym (patrz „Instalacja”), całkowita powierzchnia kolektora będzie odpowiadać powierzchni przestrzeni, którą zajmie po instalacji. Ale przy pochyłej instalacji podstawa całej konstrukcji zajmuje nieco mniejszą powierzchnię - wynika to ze specyfiki instalacji.

Osobno warto dotknąć związku między obszarem całkowitym a obszarem roboczym (apertury). Przypomnijmy, że praktyczne właściwości kolektora słonecznego zależą przede wszystkim od jego powierzchni apertury, więcej szczegółów można znaleźć w odpowiednim punkcie. W tym przypadku w modelach płaskich (patrz „Typ”) obszar roboczy nieuchronnie będzie mniejszy niż całkowity, ale w rurze tak się dzieje i odwrotnie - w niektórych przypadkach powierzchnia robocza wszystkich rur może przekroczyć obszar samego urządzenia. Nie ma w tym nic dziwnego, zjawisko to wiąże się z geometrycznymi cechami projektu.

Całkowita liczba rurek przewidzianych w konstrukcji odpowiedniego kolektora (podciśnieniowego lub termosyfonowego, patrz „Typ”).

Parametr ten w dużej mierze zależy od powierzchni urządzenia: więcej jest wymagane w przypadku dużego kolektora i rur. Nie ma tu jednak ścisłej zależności, urządzenia o podobnej wielkości mogą różnić się liczbą rur. Ogólnie rzecz biorąc, parametr ten jest dość specyficzny, jest używany w niektórych formułach do obliczania wymaganej pojemności zbiornika.

Maksymalne ciśnienie robocze czynnika grzewczego, dla którego przeznaczony jest kolektor. Parametr ten jest wskazany tylko dla modeli zamkniętych (patrz "Widok") - z definicji otwarte pracują przy ciśnieniu atmosferycznym.

Maksymalne dopuszczalne ciśnienie dla wybranego kolektora nie może być niższe niż ciśnienie robocze w instalacji grzewczej (doprowadzenie ciepłej wody, ogrzewanie itp.), do której ma być podłączony. Najlepiej wybrać urządzenie z marginesem ciśnienia co najmniej 15-20% - da to dodatkową gwarancję w przypadku różnych awarii i usterek, a ogólna niezawodność takiego kolektora będzie wyższa niż w przypadku wybrane „plecami do siebie” (oczywiście przy pozostałych warunkach równych).

Wydajność kolektora.

Początkowo termin „sprawność” oznacza cechę opisującą ogólną sprawność urządzenia – innymi słowy, współczynnik ten wskazuje, ile energii dostarczonej do urządzenia (w tym przypadku energii słonecznej) trafia na użyteczną pracę (w tym przypadku przypadku, podgrzewanie płynu chłodzącego). Należy jednak zauważyć, że w przypadku kolektorów słonecznych rzeczywista sprawność zależy nie tylko od właściwości samego urządzenia, ale także od warunków otoczenia i niektórych cech pracy. Dlatego cechy zwykle wskazują na maksymalną wartość tego parametru - tzw. sprawność optyczna lub „sprawność przy zerowej utracie ciepła”. Jest on oznaczony symbolem η₀ i zależy wyłącznie od właściwości samego urządzenia – mianowicie współczynnika pochłaniania absorbera α, współczynnika przezroczystości szkła t oraz sprawności przekazywania ciepła od absorbera do nośnika ciepła Fr. Z kolei rzeczywista sprawność (η) obliczana jest dla każdej konkretnej sytuacji przy użyciu specjalnego wzoru, który uwzględnia różnicę temperatur wewnątrz i na zewnątrz kolektora, gęstość promieniowania słonecznego wchodzącego do urządzenia, a także specjalne współczynniki strat ciepła k1 i k2. W każdym razie wskaźnik ten będzie niższy niż maksimum - przynajmniej dlatego, że temperatury wewnątrz i na zewnątrz urządzenia będą nieuchronnie różne (a im wyższa ta różnica, tym większe straty ciepła).

Niemniej jednak najwygodniej jest ocenić charakterystykę kolektora słonecznego i porównać go...z innymi modelami dokładnie pod kątem jego maksymalnej wydajności: w tych samych warunkach praktycznych (i przy tych samych wartościach współczynników k1 i k2) urządzenie z wyższa wydajność będzie bardziej wydajna niż urządzenie o niższym ...

Ogólnie rzecz biorąc, wyższe wartości sprawności umożliwiają osiągnięcie odpowiedniej sprawności, natomiast powierzchnia kolektora może być stosunkowo niewielka (co odpowiednio wpływa pozytywnie również na gabaryty i cenę). Parametr ten jest szczególnie istotny w przypadku, gdy planowane jest użytkowanie urządzenia w zimnych porach roku, na terenie o „ponurym” klimacie i stosunkowo niewielkim nasłonecznieniu lub gdy nie ma dużo miejsca na kolektor i niemożliwe jest zastosowanie dużego -obszarowe urządzenie. Z drugiej strony, aby zwiększyć wydajność, wymagane są konkretne rozwiązania projektowe - a one tylko komplikują i zwiększają koszt projektu. Dlatego przy wyborze według tego wskaźnika warto wziąć pod uwagę specyfikę aplikacji kolektora. Na przykład, jeśli urządzenie zostanie zakupione do domku letniskowego w regionie południowym, gdzie planuje się odwiedzić tylko latem, potrzeba stosunkowo mało wody i nie ma problemów ze słoneczną pogodą - nie można zwracać większej uwagi na wydajność.

Współczynnik pochłaniania absorbera zastosowanego w konstrukcji kolektora.

Całkowita sprawność powłoki pochłaniającej, a w konsekwencji sprawność urządzenia jako całości zależy bezpośrednio od tego parametru. Współczynnik pochłaniania opisuje, ile energii słonecznej docierającej do absorbera jest przez niego pochłaniane i przekazywane do chłodziwa (zwykle z pewnymi stratami, ale w tym przypadku można je pominąć). Idealnie liczba ta powinna osiągnąć 100%, ale aby to osiągnąć, jeśli to możliwe, jest to niezwykle trudne i nieuzasadnione koszty. Dlatego współczynnik absorpcji jest zwykle nieco niższy - około 95%; jest to więcej niż wystarczające do wydajnej pracy kolektora. Reszta energii jest odbijana jako promieniowanie; więcej szczegółów patrz „Współczynnik. promieniowanie absorbera ε ”. W tym miejscu zauważamy, że przy projektowaniu kolektorów rurowych często stosuje się kolby ze specjalną powłoką wewnętrzną, która zwraca odbite promienie do absorbera i zwiększa rzeczywisty współczynnik pochłaniania.