Солнечные коллекторы
Солнечные коллекторы улавливают и используют тепло солнца для повышения температуры воды. Два главных типа солнечных коллекторов: плоско-пластинчатые и эвакуированные коллекторы пробки. Плоско-пластинчатые солнечные коллекторы - это самый обычный тип. Они состоят из: - Герметичный ящик с прозрачной крышкой. - Темная цветная, металлическая поглощающая плита, содержащая трубы воды. Изоляция для уменьшения теплопотерь с задней и боковых сторон поглощающей пластины. Небольшой недостаток плоских пластинчатых коллекторов заключается в том, что они работают с максимальной эффективностью только тогда, когда солнечные лучи ударяют перпендикулярно плоской пластине. Они также страдают от некоторой потери тепла в холодную погоду.
Солнечная эвакуированная система горячей воды пробки.
Эвакуированные солнечные коллекторы пробки - Этот вид коллектора состоит из: Серия прозрачных внешних стеклянных пробок, которые позволяют световым лучам проходить с минимальным отражением. Каждая пробка содержит внутреннюю трубу воды покрытую слоем который поглощает лучи солнца, генерируя жару. Вода проходит через эту внутреннюю трубку и нагревается. Вакуум (следовательно "откачанный") существует между внешней пробкой и трубой воды, которая действует как изоляция, уменьшая потерю тепла. Эвакуированные системы трубки более эффективны чем плоско-пластинчатые системы, особенно в более прохладных месяцах и на пасмурных днях. Это частично объясняется вакуумной изоляцией (которая минимизирует потери тепла) и частично тем, что изогнутая поверхность трубок позволяет солнечным лучам ударять перпендикулярно воде в течение большей части дня. Эвакуированные системы трубок весят значительно меньше, чем плоские, но стоят значительно дороже. Отдельные трубки могут быть заменены в случае повреждения, что делает долгосрочное обслуживание потенциально менее дорогостоящим. В более теплых климатических условиях, таких как Дарвин, дополнительная стоимость эвакуированных пробок обычно не гарантирована как плоский солнечный коллектор плиты обеспечит большую часть энергии, необходимой для нагревания воды. Правильно поддержанные солнечные термальные коллекторы должны пережить жизнь бака для хранения. Когда баку нужно При замене, существующие коллекторы могут быть подключены к новому резервуару.
Защита от замерзания
Защита от мороза для солнечных коллекторов необходима в зонах, подверженных морозам. Во время мороза вода может замерзнуть на солнце. собирать и повреждать его, если не будут приняты превентивные меры. Обычные виды защиты от замерзания включают в себя: Стуковые клапаны (механические спускные клапаны). Эти клапаны могут быть проблематичными, так как они часто заклинивают и сливают воду из резервуара, или не работают, вызывая серьезные повреждения. Электрические нагревательные элементы, которые уязвимы в случае отключения электроэнергии. Системы с замкнутым контуром, которые отделяют нагревательную жидкость от воды (см. рисунок ниже). Системы с замкнутым контуром, как правило, являются лучшим вариантом в подверженных морозам местах, так как они гарантируют, что вода не протекает через солнечные коллекторы и, следовательно, не может замерзнуть в коллекторах. Открытый контур по сравнению с закрытым контуром - В системе с открытым контуром вода течет непосредственно через солнечные коллекторы, в резервуар-хранилище, а затем по трубам в ваш дом. - В системе с замкнутым контуром жидкость, кроме воды, протекает через коллекторы, улавливает тепло солнца и передает это тепло воде в накопительном баке через теплообменник. Замкнутые системы чаще всего используются для защиты от замерзания (см. иллюстрацию ниже). Во избежание образования льда в солнечных коллекторах используется жидкость с более низкой температурой замерзания, чем вода. Важно тщательно выбирать жидкость, так как некоторые из них становятся "вязкими" и снижают эффективность. Некоторые замкнутые системы прокачивают горячую воду через коллекторы при температурах, приближающихся к замерзанию. Это значительно снижает эффективность. Избегайте систем с такой функцией.
Открытый контур по сравнению с закрытым контуром
-В системе с открытым контуром вода течет непосредственно через солнечные коллекторы, в резервуар-хранилище, а затем по трубам в ваш дом.
- В системе с замкнутым контуром жидкость, кроме воды, протекает через коллекторы, улавливает тепло солнца и передает это тепло воде в накопительном баке через теплообменник. Замкнутые системы чаще всего используются для защиты от замерзания (см. иллюстрацию ниже). Во избежание образования льда в солнечных коллекторах используется жидкость с более низкой температурой замерзания, чем вода. Важно тщательно выбирать жидкость, так как некоторые из них становятся "вязкими" и снижают эффективность. Некоторые замкнутые системы прокачивают горячую воду через коллекторы при температурах, приближающихся к замерзанию. Это значительно снижает эффективность. Избегайте систем с такой функцией.
Пассивные и активные системы
Пассивные (или термосифонные) системы В пассивных системах (или термосифонных системах) резервуар размещается над солнечными коллекторами таким образом, что холодная вода погружается в коллекторы, где нагревается солнцем, и встает в танк. Непрерывный поток воды через коллекторы создается без необходимости использования насосов. Пассивные системы бывают двух типов: - закрытое соединение или гравитационная подача. В закрытой системе горизонтальный накопительный резервуар устанавливается непосредственно над коллектором на крыше. Нагретая вода подается под давлением в сеть. Такая компоновка наиболее экономична при монтаже, но эффективность снижается в холодном и холодном климате за счет потери тепла из резервуара. В таких климатических условиях желательна дополнительная изоляция резервуаров. В качестве альтернативы резервуары можно отсоединять и перемещать внутри пространства крыши, хотя это и увеличивает их стоимость. В системе гравитационного кормления бак-накопитель устанавливается в полости крыши. Эти системы дешевле всего приобрести, но бытовая сантехника должна подходить для гравитационного кормления, включая трубы большего диаметра между водонагревателем и кранами. Распространенной альтернативой является использование замкнутой гравитационной системы подачи для подогрева воды под давлением в сети с помощью теплообменника.
Активные (или насосные) системы
Неактивные системы (также известные как насосные системы или сплит-системы), солнечные панели устанавливаются на крыше, а резервуар для хранения находится на земле или в другом удобном месте, которое не должно быть выше солнечных коллекторов. Вода (или другая жидкость) перекачивается через солнечные коллекторы с помощью небольшого электрического насоса. Поскольку активные системы не требуют установленного на крыше бака, они оказывают меньшее визуальное воздействие, особенно при установке солнечных коллекторов заподлицо с крышей. Однако активные системы, как правило, дороже приобретаются и требуют большего обслуживания, чем пассивные системы. Активные системы потребляют больше энергии, чем пассивные системы, поскольку для перекачки жидкости вокруг системы требуется дополнительная энергия. Существуют также дополнительные потери тепла в трубопроводах между резервуаром и солнечными коллекторами. Однако, если для питания насоса используется возобновляемая энергия и для трубопроводов и резервуара используется высокая степень изоляции, активные системы могут снизить выбросы парниковых газов до уровня пассивной системы. Активные системы часто используются для преобразования солнечной энергии, когда солнечные коллекторы добавляются к существующей системе горячего водоснабжения. Они также могут использоваться, когда крыша не может поддерживать пассивную систему.
Резервуары для хранения
Емкости изготавливаются из нержавеющей стали, меди или низкоуглеродистой стали, покрытой стекловидной эмалью. Медные резервуары подходят только для систем низкого давления. Остальные резервуары подходят для сетевого давления. Резервуары со стекловидной эмалью оснащены "жертвенным анодом", который необходимо менять каждые несколько лет для защиты от коррозии (чаще всего там, где качество воды низкое). Другие резервуары не требуют такой защиты. Наружные резервуары для хранения могут иметь повреждения от мороза и значительные потери тепла в прохладном климате. В таких климатических условиях их по возможности следует размещать внутри помещений, как часть сушильного шкафа.
Системы усиления
Солнечные водонагреватели могут быть газовыми, электрическими или твердотопливными. Электрические бустеры используют электрический элемент внутри накопительного бака для нагрева воды. Газовые бустеры используют горелку на природном газе для нагрева воды либо в баке-хранилище, либо чаще всего в качестве отдельной устройство, расположенное ниже по течению от резервуара-хранилища. Встроенные газовые бустеры становятся все более распространенными, так как они гарантируют подачу горячей воды при желаемой температуре и максимальном использовании солнечной энергии. Твердотопливные бустеры нагревают воду через теплообменник, известный как система "мокрой спины". Системы, работающие на газе и твердом топливе, производят меньше выбросов парниковых газов. Бустеры могут управляться вручную или автоматически с помощью термостата, который отключается, когда бак температура опускается ниже желаемого уровня. Если бустеры не спроектированы и не эксплуатируются должным образом, они могут помешать использованию солнечного водонагревателя, уменьшив вклад солнечной энергии. Например, бустеры с термостатическим управлением, расположенные внутри резервуара, часто вскрываются ночью, а это означает, что при восходе солнца полезный нагрев практически бесполезен. В хорошо спроектированных солнечных водонагревателях, которые используют электрический бустер внутри бака, бустерный нагревательный элемент будет размещен для максимального использования солнечного вклада. Горячая вода поступает в бак на дне, поэтому элемент должен быть высоко вверх в баке, чтобы избежать вмешательства с горячей водой, поступающей внутрь. Однако, если он слишком высок в баке, он не сможет нагреть достаточно воды в пасмурные дни. Таймеры также можно использовать для управления бустерами и обеспечить максимальный солнечный вклад. Поговорите с вашим поставщиком о правильной работе таймеров.