Порівняння Paradigma Star 19/49 vs Atmosfera SPK F4M

— Вакуумний. У широкому сенсі вакуумними називають всі сонячні колектори, в яких використовується теплоізоляція на основі вакууму — в тому числі і плоскі моделі (див. відповідний пункт). Проте в нашому каталозі в дану категорію віднесені тільки пристрої трубчастої конструкції, що не належать до термосифонних (див. відповідний пункт) і здатні, відповідно, працювати цілий рік.

У всіх трубчастих моделях, згідно з назвою, роль поглинаючих елементів відіграють вакуумні трубки особливої конструкції, що передають сонячну енергію воді, яка знаходиться всередині, і водночас майже не випускають тепло назовні. Це забезпечує високий ККД і мінімум тепловтрат. Ще одна важлива перевага таких пристроїв перед плоскими колекторами полягає в підвищений ефективності в плані «прийому» енергії: трубки добре працюють практично при будь-якому куті падіння сонячних променів і навіть у похмуру погоду. При цьому вакуумні трубчасті колектори ще й помітно простіше в монтажі, конструкція встановлюється по частинах: спочатку рама, потім корпус-теплообмінник, потім власне трубки. А більшість моделей дають змогу при поломках змінювати тільки окремі трубки, не чіпаючи іншу конструкцію.

Якщо ж порівнювати «звичайні» вакуумні колектори з термосифонними, то даний різновид ефективніше, може використовуватися для опалення (в т.ч. в холодну пору року, за температури нижче нуля), проте складніше і коштує дорожче.

— ...ef="/ua/list/232/pr-30359/">Плоский. Відносно недорогий різновид сонячних колекторів, фактично — найпростіший різновид подібних пристроїв, масово представлений на ринку. На передній частині такого пристрою є прозоре покриття (зі спеціального скла або прозорого пластику), під ним знаходиться поглинаючий шар (абсорбер) з теплопровідною системою, а з тильного боку передбачається термоізолюючий шар (щоб уникнути витоку тепла).

Теоретично такі системи здатні нагрівати воду, яка знаходиться всередині, до температури порядку 200 °С (за відсутності циркуляції теплоносія). При невисокій вартості вони мають непогану ефективність в теплу пору року. З іншого боку, для плоских колекторів характерний низький ступінь теплоізоляції, що помітно знижує їх ефективність в осінньо-зимовий період. Існують поліпшені різновиди таких пристроїв — зокрема, пристрої, в яких замість теплоізолюючого шару використовується глибокий вакуум (не варто плутати їх з вакуумними колекторами, — див. відповідний пункт). Вони здатні працювати і за низьких температур, однак і обходяться дорожче, а фактична ефективність все одно сильно залежить від кута падіння сонячних променів.

Також відзначимо, що плоскі колектори можуть виявитися досить складними в монтажі: колектор доводиться піднімати і встановлювати цілком, що в деяких умовах викликає незручності. Та й при поломці міняти такий пристрій доводиться цілком.

— Термосифонний. Термосифонними називають специфічний різновид вакуумних колекторів (див. відповідний пункт). Інше їх назва — «сезонні» — дуже чітко відображає особливість таких пристроїв: вони розраховані на використання в теплу пору року, з весни по осінь. Взимку, за температури нижче нуля, вода в таких колекторах замерзає і вони втрачають корисність.

З одного боку, «термосифонники» менш універсальні, ніж повноцінні вакуумні моделі: вони обмежені за порою року і не можуть застосовуватися для опалення (в холодну погоду, коли опалення найбільш актуально, колектор втрачає корисність). З іншого боку, в таких пристроїв є певні переваги: вони простіше, дешевше, компактніше і легше в монтажі. Серед оптимальних варіантів застосування термосифонних систем називають літні пансіонати, дачі, готелі та інші місця, де люди знаходяться переважно влітку.

— Гібридний. Специфічний різновид обладнання, що поєднує в собі можливості сонячного колектора і фотоелектричного елемента. Фотоелемент, зазвичай, розташовується із зовнішнього боку, а під ним знаходиться власне колектор. Цікавою властивістю таких моделей є те, що при високій температурі повітря і інтенсивному сонячному освітленні вони виявляються ефективнішими у виробленні електрики, ніж традиційні сонячні батареї. Річ у тім, що фотоелементи погано переносять нагрівання до температури 50 °С і вище — їх ефективність при цьому різко падає. А в гібридному елементі сонячний колектор відіграє ще й роль системи охолодження, відводячи зайве тепло від фотоелемента і знижуючи його температуру. З іншого боку, варто відзначити, що теплова ефективність таких моделей нижче, ніж у спеціалізованих колекторів схожого розміру — значна частина сонячної енергії поглинається і розсіюється фотоелементом. Ще один недолік подібних пристроїв — висока вартість. Крім цього, потрібно враховувати, що сонячна енергетика вимагає не тільки батарей, але і складних керуючих систем, накопичувальних батарей тощо; і хоча сама енергія виходить дармовою, обладнання для її отримання також обходиться недешево. У світлі всього цього даний варіант зустрічається значно рідше, ніж інші типи сонячних колекторів.

Матеріал, з якого виконаний абсорбер — шар, що поглинає сонячну енергію. Це основна робоча частина колектора, від її конструкції багато в чому залежать загальні робочі властивості пристрою.

У більшості сучасних моделей, незалежно від типу, абсорбер виконується з міді зі спеціальним покриттям. Цей метал відрізняється високою теплопровідністю, завдяки чому він ефективно передає тепло на теплоносій. А покриття застосовується для того, щоб поліпшити поглинання сонячного світла, знизити його відображення і, відповідно, досягти хороших показників ККД.

Ще один варіант, що зустрічається в сонячних колекторах — алюміній. Він обходиться трохи дешевше міді, важить менше, проте поступається їй за теплопровідності і робочим характеристикам.

Загальна площа поглинаючої поверхні колектора. Для комплектів з декількома колекторами (див. «Кількість колекторів») указується площа для одного пристрою.

Зазначимо, що сенс цього показника залежить від типу колектора (див. відповідний пункт). У плоских пристроях мова йде саме про робочої площі — в розмірі поверхні, яка піддається сонячному світлу. В трубчастих моделях (вакуумних, термосифонних), де роль абсорбера грають трубки, враховується загальна площа поверхні трубок — у тому числі та, яка під час роботи знаходиться «в тіні» і не нагрівається сонцем. Для того, щоб задіяти і цю поверхню роботу, можуть застосовуватися спеціальні рефлектори, однак вони є далеко не у всіх трубчастих колекторів.

Все вищевикладене означає, що порівнювати між собою по площі абсорбера можна тільки колектори одного типу і схожої конструкції. Якщо ж говорити про такому порівнянні, то велика площа, з одного боку, забезпечує велику ефективність і швидкість нагріву, а з іншого — відповідним чином позначається на габаритах пристрою і розмірі простору, необхідному для його установки. Тут, знову ж таки, є своя специфіка, залежно від типу. Так, загальна площа плоского колектора приблизно відповідає площі робочої поверхні; вона трохи більше, але ця різниця невелика. А ось в трубчастих моделях зустрічається парадокс, коли загальна площа виходить менше площі абсорбера. Втім, в цьому немає нічого сверхьестественного, якщо врахувати особливості конструкції і виміру тієї та іншої площі.

Апертурна площа колектора; в комплектах з декількох пристроїв (див. «Кількість колекторів») вказується для одного колектора.

Апертурна площа — це, фактично, робоча площа пристрою: розмір простору, безпосередньо освітлюється сонцем. У плоских моделях (див. «Тип») цей розмір відповідає розміру скляного «вікна» на передній стороні колектора; при цьому апертурна площа зазвичай або дорівнює площі абсорбера (див. відповідний пункт), або трохи менше (через те, що краю «вікна» можуть прикривати краю поглинаючої поверхні. А ось в трубчастих колекторів (вакуумні, термосифонних) апертурна площа може вимірюватися по-різному, залежно від наявності рефлектора. Якщо він є, робоча площа дорівнює площі абсорбера, так як трубки опромінюються з усіх боків. Якщо ж рефлектор не передбачений, то апертурна площа береться як сума площ проєкцій всіх трубок; довжина проєкції при цьому відповідає довжині трубки, ширина — внутрішньому діаметру скляної колби або зовнішньому діаметру внутрішньої трубки, залежно від конструкції.

Апертурна площа — один з найбільш важливих параметрів для сучасних сонячних колекторів, саме до нього прив'язуються багато робочі характеристики. При цьому, перераховуючи ці характеристики на 1 м2 апертурної площі, можна порівнювати між собою різні моделі (в тому числі і що належать до різних типів).

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.

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.

Коефіцієнт поглинання абсорбера, що використовується в конструкції колектора.

Від цього параметра залежить загальна ефективність роботи поглинаючого покриття і, як наслідок, ККД пристрою загалом. Коефіцієнт поглинання описує, яка частина сонячної енергії, що досягає абсорбера, поглинається ним і передається на теплоносій (звичайно з деякими втратами, проте в даному випадку ними можна знехтувати). В ідеалі цей показник повинен досягати 100 %, однак досягти цього, якщо і можливо, то надзвичайно складно і невиправдано дорого. Тому коефіцієнт поглинання зазвичай трохи нижче — близько 95 %; цього більш ніж достатньо для ефективної роботи колектора. Інша частина енергії відбивається у вигляді випромінювання; докладніше про це див. «Коеф. випромінювання абсорбера ε». Тут же відзначимо, що в конструкції трубчастих колекторів нерідко застосовуються колби зі спеціальним внутрішнім покриттям, яке повертає відбиті промені на абсорбер і підвищує фактичний коефіцієнт поглинання.