Rodzaj
-
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.Układ
-
Otwórz. Kolektory pracujące bez dodatkowego ciśnienia w systemie obiegu wody nazywane są otwartymi. Z reguły takie urządzenie jest wyposażone w zbiornik w górnej części, do którego wlewa się wodę; następnie woda płynie grawitacyjnie, grawitacyjnie, do punktów czerpania. Na pierwszy rzut oka systemy otwarte nie są zbyt wygodne: należy je umieścić wyżej (a ciśnienie będzie zależeć od różnicy wysokości między kolektorem a punktami poboru wody), natomiast należy przemyśleć sposób napełnienia zbiornik (przynieś do niego wąż z pompą), a celem takich urządzeń jest ograniczone zaopatrzenie w ciepłą wodę i ogrzewanie basenów. Z drugiej strony takie kolektory są niezwykle proste, niedrogie, nie wymagają podłączenia do sieci i mogą działać nawet przy braku prądu (o ile w zbiorniku jest woda).
Inną opcją projektową są urządzenia bez zbiornika, zasilane pompą obiegową. Są one jednak mniej powszechne, głównie wśród modeli do podgrzewania basenów (patrz „Przeznaczenie”).
-
Zamknięty. Zamknięte kolektory przeznaczone są do pracy pod wysokim ciśnieniem (około 5 - 6 bar) i są przeznaczone do bezpośredniej integracji z systemem zaopatrzenia w ciepłą wodę. Do ogrzewania w tym przypadku zwykle stosuje się pośrednią zasadę działania - przenoszenie ciepła z wody w kolektorze do wody w systemie CWU przez specjalny wymiennik ciepła.
Takie urządzenia są zauważalnie bardziej skomplikowane i droższe niż o
...twarte, zarówno same w sobie, jak i w instalacji. Jednocześnie są bardziej wszechstronne i wydajne, mogą służyć zarówno do dostarczania ciepłej wody, jak i ogrzewania. Dodatkowo grzałkę można zamontować na dowolnej wysokości – moment ten nie wpływa na ciśnienie w układzie, w przeciwieństwie do konstrukcji otwartych.Całoroczne używanie
W tej kategorii znajdują się kolektory słoneczne, które mogą być
użytkowane przez cały rok - również zimą, przy ujemnych temperaturach. Właściwie jedynym warunkiem sprawnej pracy takiego urządzenia jest dostępność światła słonecznego.
Główną cechą wyróżniającą takie modele jest wysoki stopień izolacji termicznej, zaprojektowany nie tylko w celu zmniejszenia strat ciepła, ale także w celu ochrony krążącego wewnątrz chłodziwa przed zamarzaniem. W większości tych urządzeń izolację termiczną zapewnia próżnia (należy zwrócić uwagę, że może to być nie tylko rzeczywista próżnia, ale także ulepszone kolektory płaskie - więcej szczegółów patrz "Typ"). Ponadto w kolektorach „całorocznych” często stosuje się zasadę ogrzewania pośredniego: płyn niezamarzający o temperaturze zamarzania znacznie poniżej zera pełni rolę chłodziwa, a podgrzana woda odbiera ciepło przez ściankę wymiennika ciepła. Jednak nowoczesne technologie umożliwiają wykonanie „mrozoodpornych” i urządzeń z bezpośrednim ogrzewaniem.
Wygoda tego typu kolektorów jest oczywista, ale nie są one tanie. Dlatego warto kupić model, który może być używany przez cały rok tylko wtedy, gdy taka możliwość jest krytyczna; jest mało prawdopodobne, aby instalowanie kolektora „całorocznego” miało sens, na przykład w wiejskim domu, w którym nikt nie jest zimą.
Powierzchnia absorbera
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 apertury
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).
Maksymalne ciśnienie
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).
Sprawność
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.
Wyposażenie
- Liczba kolekcjonerów. Ilość pojedynczych kolektorów bezpośrednio wchodzących w zakres dostawy. Większość nowoczesnych kolektorów słonecznych sprzedawana jest pojedynczo, jednak zdarzają się również konfiguracje zawierające dwa lub nawet trzy urządzenia na raz. Zestawy te są przeznaczone do dużych systemów grzewczych, gdzie jeden rozdzielacz nie wystarcza. Zakup zestawu kilku urządzeń jest wygodny, ponieważ wszystkie mają te same wymagania dotyczące rozmiaru, wydajności i kompatybilności z innymi komponentami systemu; więc nie ma problemów z wydajnością i kompatybilnością w użyciu. Ponadto zestaw często jest tańszy niż taka sama liczba kolektorów zakupionych osobno.
-
Podgrzewacz wody. Obecność podgrzewacza wody w zestawie dostawczym kolektora.
Zwykle w tym przypadku mówimy o zasobnikowym podgrzewaczu wody – urządzeniu potocznie zwanym „bojlerem”. Konstrukcja takiego urządzenia opiera się na zbiorniku na kilkadziesiąt litrów (często 100 lub więcej). Woda podgrzana przez kolektor jest gromadzona w tym zbiorniku i tam przechowywana do czasu użycia; podgrzewacz wody ma zwykle dobrą izolację termiczną, a temperatura wody w nim może być utrzymywana na stałym poziomie przez długi czas.
Ogólnie rzecz biorąc, zasobnikowy podgrzewacz wody jest jednym z najważniejszych elementów słonecznego systemu ciepłej wody. Co prawda wiele kolektorów umożliwia pracę w trybie „przepływowym”, gdy woda, która przepłynęła przez urządzeni
...e, jest natychmiast dostarczana do punktu poboru. Ten tryb nie jest jednak zbyt wygodny – w szczególności dlatego, że temperatura wody jest niestabilna, ponadto silnie zależy od pogody (intensywność nasłonecznienia). Grzejnik akumulacyjny pozwala na utrzymanie gwarantowanego zaopatrzenia w wodę w określonej temperaturze. Taki sprzęt można sprzedawać osobno, jednak zakup podgrzewacza wody w tym samym czasie co kolektora jest zwykle łatwiejszy (nie trzeba się martwić o kompatybilność), a często nawet tańszy. - Moduł fotograficzny. Obecność modułu fotograficznego w konstrukcji kolektora słonecznego.
Moduł fotowoltaiczny (moduł fotowoltaiczny) to bateria słoneczna - element generujący prąd z jasnego światła. We współczesnych kolektorach słonecznych taki sprzęt jest najczęściej używany do zapewnienia autonomii elektrycznej: po wyłączeniu zasilania zewnętrznego pompa cyrkulacyjna i inne elementy wymagające energii elektrycznej są zasilane przez fotokomórkę, a system pozostaje sprawny. Oczywiście jakość takiego zasilania zależy również od natężenia światła słonecznego, ale nowoczesne technologie umożliwiają tworzenie dość wydajnych, a jednocześnie kompaktowych ogniw słonecznych. Należy pamiętać, że moduły fotograficzne w takich urządzeniach są zwykle usuwalne i mogą nie być zawarte w pakiecie; obecność takiego sprzętu w zestawie należy wyjaśniać osobno.
Innym rodzajem ogrzewaczy słonecznych z fotomodułami jest tzw. modele hybrydowe. Łączą sam kolektor i pełnowartościową baterię słoneczną zdolną do generowania energii elektrycznej dla odbiorców zewnętrznych. Jednak takie urządzenia są skomplikowane i drogie, a domowe „elektrownie słoneczne” są znacznie mniej powszechne niż słoneczne systemy podgrzewania wody. Dlatego ta odmiana jest niezwykle rzadka.Naczynie wzbiorcze
Pojemność zbiornika wyrównawczego dostarczanego z kolektorem słonecznym.
Naczynie wzbiorcze, jak sama nazwa wskazuje, ma na celu skompensowanie rozszerzalności cieplnej cieczy w systemie grzewczym (zaopatrzenie w ciepłą wodę, ogrzewanie itp.). Wraz ze wzrostem temperatury i wzrostem objętości cieczy jej nadmiar dostaje się do zbiornika wyrównawczego, co pozwala uniknąć krytycznego wzrostu ciśnienia i uszkodzenia elementów systemu. Pojemność zbiornika musi być wystarczająca, aby poradzić sobie z rozszerzalnością cieplną w maksymalnej planowanej temperaturze pracy. Możesz obliczyć minimalną pojemność za pomocą specjalnych formuł; uwzględniają całkowitą objętość i charakterystykę chłodziwa, różnice temperatur, cechy konstrukcyjne systemu grzewczego itp.
Zwróć uwagę, że naczynie wzbiorcze można kupić osobno; jednak w niektórych sytuacjach wygodniej (lub nawet taniej) kupić go od razu z kolektorem słonecznym.