Порівняння ALTEK SC-LH1-30 vs ALTEK SC-LH3-30

Штатний спосіб монтажу, передбачений конструкцією колектора.

Говорячи про монтажі, варто відзначити, що всі сонячні колектори розраховані на установку під кутом до горизонту. Саме за рахунок цього можна досягти того, що кут падіння сонячних променів буде максимально близький до перпендикуляру — і, відповідно, ефективність приладу буде близька до максимальної. Тому і горизонтальні, і вертикальні моделі по суті встановлюються в однаковому положенні — похилому; різниця між цими варіантами полягає в тому, що служить опорою для колектора. Детальніше див. відповідні пункти.

— Похилий. Колектори, розраховані на установку на спеціальну підставку (раму). Завдяки цій рамі поглинаюча поверхня розташовується під потрібним кутом до горизонту, сама ж підставка розрахована на установку на рівній горизонтальній поверхні. Якщо ви плануєте розмістити колектор на такій поверхні — наприклад, на плоскому даху або на землі поруч з будинком — варто звернути увагу саме на похилі моделі.

— Горизонтальний. Горизонтальними називають пристрої, які не укомплектовані підставками і загалом не розраховані на використання підставок. Такі колектори укладаються безпосередньо на поверхню даху, необхідний кут нахилу при цьому забезпечується виключно за рахунок нахилу поверхні. Відповідно, основною сферою застосування горизонтальних моделей є будинки з похилими покрівлями, куди неможливо встановити похилий коле...ктор. Недоліком даного варіанта є те, що кут розташування пристрою безпосередньо залежить від кута нахилу даху.

— Універсальний. Колектори, що допускають установку і горизонтальним і похилим способом. Докладніше про цих варіантах див. відповідні пункти, а їх поєднання в одній моделі дозволяє користувачеві вибирати оптимальний варіант, залежно від ситуації. Втім, подібна універсальність обходиться недешево, а на практиці потрібно вкрай рідко — сонячний колектор зазвичай купується в розрахунку на строго певне місце установки, і з вибором спеціалізованого варіанта (похилий або горизонтальний), зазвичай, не виникає проблем. Внаслідок цього подібні моделі зустрічаються вкрай рідко. Також відзначимо, що підставка для похилої установки може не входити в комплект, її знадобиться придбати окремо.

У цю категорію включені сонячні колектори, які допускають використання протягом всього року — у тому числі і в зимовий час, при мінусовій температурі повітря. По суті, єдиною умовою для ефективної роботи такого пристрою є наявність сонячного світла.

Головною відмінною особливістю подібних моделей є високий ступінь термоізоляції, покликана не тільки знизити втрати тепла, але й захистити циркулює всередині теплоносій від замерзання. У більшості таких пристроїв теплоізоляція забезпечується за рахунок вакууму (відзначимо, що це можуть бути не тільки власне вакуумні, але і поліпшені плоскі колектори — докладніше див. «Тип»). Крім того, в «цілорічних» колекторах нерідко застосовується принцип непрямого нагріву: роль теплоносія грає антифриз з температурою замерзання значно нижче нуля, а нагрівається вода отримує тепло через стінку теплообмінника. Втім, сучасні технології дають змогу робити «морозостійкими» і пристрої з прямим нагрівом.

Зручність колекторів даного типу очевидно, однак і коштують вони недешево. Тому купувати модель з можливістю використання цілий рік стоїть лише в тому випадку, якщо така можливість має критичне значення; навряд чи «всесезонний» колектор має сенс ставити, наприклад, на дачі, де взимку нікого не буває.

Загальна площа колектора. Якщо колекторів в комплекті кілька, даний показник наводиться для одного пристрою.

Загальна площа визначає насамперед габарити колектора і кількість місця, яке потрібно для його установки (при цьому варто врахувати, що при однаковій площі конкретні розміри різних моделей можуть бути різними). При цьому, якщо мова йде про горизонтальному розміщенні (див. «Монтаж»), то загальна площа колектора буде відповідати площі простору, яке він займе після установки. А ось при похилому монтажі основу всієї конструкції займає дещо меншу площу — це обумовлено специфікою установки.

Окремо варто торкнутися зв'язку між загальною і робочої (апертурна) площі. Нагадаємо, практичні характеристики сонячного колектора визначаються насамперед його апертурної площею, докладніше про неї див. відповідний пункт. При цьому в плоских моделях (див. «Тип») робоча площа неминуче буде менше загальної, а ось в трубчастих буває і навпаки — в деяких випадках площа робочої поверхні всіх трубок може перевищувати площу самого пристрою. Нічого дивного в цьому немає, таке явище пов'язано з геометричними особливостями конструкції.

Тип трубок, що використовуються в конструкції відповідного сонячного колектора — вакуумного або термосифонного (див. «Тип»).

— Коаксіальні вакуумні прямого нагріву. Найпростіший різновид вакуумних трубок: порожниста трубка з абсорбера, поміщена в вакуумну скляну колбу. Така колба має подвійні стінки, між якими знаходиться вакуум, що забезпечує необхідний ступінь теплоізоляції. А термін «прямий нагрів» означає, що теплоносій (вода) циркулює безпосередньо у внутрішній трубці, отримуючи тепло за рахунок контакту зі стінками з абсорбера.

Головними перевагами трубок прямого нагріву є простота і невисока вартість. Вважається, що вони слабо підходять для «цілорічних» колекторів, проте сучасні технології дають змогу забезпечувати дуже високий ступінь теплоізоляції, завдяки чому на сучасному ринку є і всесезонні системи цього типу. Аналогічна ситуація і з застосуванням в закритих системах (див. «Вид»): елементи прямого нагріву дещо гірше підходять для такого застосування, ніж більш прогресивні вакуумні трубки (на зразок heat pipe), однак, крім відкритих, існують і закриті колектори з прямим нагрівом. Однак недоліком даного варіанта в будь-якому разі є порівняно невисока ефективність.

— Коаксіальні вакуумні heat pipe. Вакуумні трубки, що використовують передачу енергії за рахунок системи т.зв. теплових трубок — heat pipe. Зовнішня оболонка в такому елементі скляна, з подвійними стінками і вакуумом між н...ими (за принципом термоса) а ось внутрішня частина якраз і являє собою теплову трубку — герметичну колбу (зазвичай мідну), заповнену спеціальною рідиною-теплоносієм з низькою температурою випаровування. Верхня частина цієї трубки виведена в маніфолд (корпус-теплообмінник), вона має збільшені розміри і відіграє роль радіатора. Працює вся система наступним чином: сонячне світло нагріває теплову трубку, пари теплоносія піднімаються в її верхню частину, де конденсуються і через стінки радіатора передають тепло воді, що рухається по маніфолду. Конденсат стікає назад в нижню частину теплової трубки, після чого процес повторюється.

Коаксіальні трубки з heat pipe складніше за конструкцією, ніж системи прямого нагріву, і, закономірно, обходяться дорожче. З іншого боку, вони більш ефективні, можуть без обмежень застосовуватися у високонапірних закритих колекторах, а також всесезонних системах. Крім того, пристрої з таким принципом роботи прості в ремонті: при поломці однієї із трубок не потрібно міняти весь колектор — досить замінити саму трубку. Це не викликає особливих труднощів і може здійснюватися прямо на місці установки, без демонтажу всієї конструкції.

— Коаксіальні вакуумні U-type. Вакуумні трубки, оснащені U-подібними теплообмінниками. Такий теплообмінник має вигляд тонкого трубопроводу, що проходить від корпусу-маніфолда по всій довжині трубки і назад; трубопровід по формі зазвичай нагадує букву U, звідси і назва. Сам маніфолд, зазвичай, робиться двотрубним: по одній трубі в колектор надходить холодна вода (до неї підключені входи U-подібних теплообмінників), з іншого — відводиться нагріта (до неї підключені виходи теплообмінників).

Подібна конструкція дозволяє досягти досить високих показників ефективності у поєднанні з відмінною теплоізоляцією: вода не контактує безпосередньо зі стінками абсорбера, що особливо важливо при використанні в холодну погоду. Та й з застосуванням трубок U-type в закритих колекторах (див. «Вид») теж не виникає жодних проблем. З недоліків, крім досить високої вартості, можна назвати високий гідродинамічний опір і чутливість до забруднень, що висуває підвищені вимоги до характеристик насоса і чистоти теплоносія. Крім того, подібні колектори складні в ремонті: трубки і маніфолд являють собою єдине ціле, і для виправлення неполадок нерідко доводиться знімати з даху всю конструкцію, тай й замінити окрему трубку неможливо. — Пір'яні вакуумні. Пір'яні вакуумні трубки являють собою своєрідну модифікацію систем heat-pipe (див. відповідний пункт). У них heat-pipe розміщується не у внутрішній трубці, а на плоскому абсорбері, і вся ця конструкція встановлена всередині скляної колби, з якої відкачано повітря. Пір'яні системи відрізняються високою ефективністю завдяки тому, що абсорбер не гріє повітря всередині колби, а передає практично всю енергію на теплоносій; однак і коштують вони недешево. Крім того, такі системи досить складні в монтажі, а при виході трубки з ладу її неминуче доведеться міняти цілком (хоча з самої заміною проблем зазвичай не виникає). Також варто відзначити, що пір'яні трубки сильніше залежать від кута падіння світла, ніж рішення з традиційним круглим абсорбером.

Загальна кількість трубок, передбачене в конструкції відповідного колектора (вакуумного або термосифонного, див. «Тип»).

Цей параметр багато в чому залежить від площі пристрої: для великого колектора і трубок потрібно більше. Втім, жорсткої залежності тут немає, пристрої схожого розміру можуть розрізнятися за кількістю трубок. Загалом даний параметр є досить специфічним, він використовується в деяких формулах розрахунку необхідної потужності колектора.

Максимальний робочий тиск теплоносія, на яке розрахований колектор. Даний параметр вказується тільки для закритих моделей (див. «Вид») — відкриті за визначенням працюють при атмосферному тиску.

Максимальний тиск, допустимий для вибраного колектора, повинно бути не нижче, ніж робочий тиск в системі нагріву (ГВП, опалення і т. ін.), до якої його планується підключити. А в ідеалі варто вибрати пристрій з запасом по тиску хоча б в 15 – 20 % — це дасть додаткову гарантію на випадок різних збоїв і неполадок, та й загальна надійність у такого колектора буде вище, ніж у підібраного «впритул» (за інших рівних умов, зрозуміло).

Коефіцієнт корисної дії сонячного колектора.

Першопочатково термін «ККД» позначає характеристику, що описує загальну ефективність роботи пристрою — простіше кажучи, цей коефіцієнт вказує, яка частина від надходить на пристрій енергії (в даному разі — сонячної) йде на корисну роботу (в даному випадку — нагрівання теплоносія). Однак варто зазначити, що у випадку сонячних колекторів фактичний ККД залежить не тільки від властивостей самого пристрою, але і від оточуючих умов і деяких особливостей роботи. Тому в характеристиках зазвичай вказують максимальне значення цього параметра — т. зв. оптичний коефіцієнт корисної дії, або «ККД при нульових теплових втратах». Він позначається символом η₀ і залежить виключно від властивостей самого приладу — а саме коефіцієнта поглинання абсорбера α, коефіцієнта прозорості скла t і ефективність передачі тепла від абсорбера до теплоносія Fr. Зі свого боку, реальний ККД (η) обчислюється для кожної конкретної ситуації за спеціальною формулою, яка враховує різницю температур всередині і зовні колектора, щільність надходить на пристрій сонячного випромінювання, а також спеціальні коефіцієнти тепловтрат k1 і k2. Цей показник в будь-якому разі буде нижче максимального — як мінімум тому, що температури всередині і зовні пристрої неминуче будуть різними (а чим вище ця різниця — тим вище тепловтрати).

Тим не менш, оцінювати характеристики сонячного колектора і порівнювати його з іншими моделями найзручніше саме по максимальному ККД: у...тих же практичних умовах (і при однакових значеннях коефіцієнтів k1 і k2) пристрій з більш високим ККД буде більш ефективним, ніж пристрій з більш низьким.

Загалом більш високі значення ККД дають змогу добитися відповідної ефективності, притому що площа колектора може бути порівняно невеликою (що, відповідно, позитивно позначається також на габаритах і ціною). Особливо цей параметр важливий у тому випадку, якщо пристрій планується використати в холодну пору року, в місцевості з «похмурим» кліматом і порівняно невеликою кількістю сонячного світла, або якщо місця під колектор трохи і використовувати пристрій великої площі не можна. З іншого боку, для підвищення ККД потрібні специфічні конструктивні рішення — а вони як раз ускладнюють і здорожують конструкцію. Тому при виборі за цим показником варто враховувати особливості застосування колектора. Наприклад, якщо пристрій купується для дачі в південному регіоні, де планується бувати тільки влітку, води потрібно відносно небагато і з сонячною погодою проблем немає — на ККД можна не звертати особливої уваги.

Матеріал, з якого виготовлена рама трубчастого колектора (вакуумного або термосифонного — див. «Тип»).

В даному випадку рама — це підставка, завдяки якій сам колектор встановлюється під кутом до горизонту. Основними варіантами для цього елемента конструкції є алюмінієві сплави та сталь; алюміній дещо легше, але водночас дорожче, а більш важка сталь вважається і більш міцною. Втім, на практиці особливої різниці між цими матеріалами ні, вони в будь-якому разі досить міцні і стійкі до корозії — настільки, що строк служби рами нерідко перевищує «довговічність» самого колектора. Відзначимо лише, що з низки причин алюміній зустрічається переважно у вакуумних моделях, а сталь — в термосифонних.