Съвременните строители и дизайнери все повече се обръщат към енергоспестяващи конструкции, екологично чисти материали и алтернативни енергийни източници. Особено важно е последната точка, тъй като отоплението на частен дом и отопление на водата по традиционни методи изобщо не е евтино.
Една от възможностите за такива източници е слънчевата светлина, а оборудването, което преобразува слънчевата енергия в топлина, се нарича колектор. На съвременния пазар има няколко вида слънчеви колектори, които се различават по мощност, размери, ефективност, обхват и др.
- Какво представляват слънчевите колектори?
- Монтаж на слънчеви колектори
- Какъв трябва да бъде ъгълът на колектора?
- Каква трябва да бъде площта на колектора? Формула за изчисление
- Монтаж на слънчеви колектори. Видео
Какви са слънчевите колектори?
Условно всички те могат да бъдат разделени на вакуумни тръбни и плоски.
Плоските колектори се използват по-често тръбни, което в повечето случаи може да се обясни на по-достъпна цена. Обикновено се използват за затопляне на вода, защото за отоплителна техника те имат много ниска ефективност, особено през зимата.
Плоските колектори на свой ред са разделени на 3 вида:
- колектори с абсорбер със селективно покритие;
- вакуумни колектори;
- колектори с абсорбер, снабдени с черен лак.
Първият тип се използва само за затопляне на водапредимно през топлия сезон. Ефективността на такива колектори е доста ниска - само 25-35%, освен това има опасност от кондензация на повърхността им. Те се монтират на покривен материал или се изравняват с него.
Вторият тип - вакуумни колектори - има по-висока ефективност, достигаща 45%. Вакуумните колектори са надеждно защитени от образуването на конденз и проникването на прах в тях. Вярно е, че нискокачествените продукти могат да бъдат много бързо свръхналягане, което ще се отрази на тяхната работа. За да могат те отново да работят с пълна сила, ще е необходимо да се възстанови вакуумът, който сам по себе си е почти невъзможен. Вакуумните колектори са по-скъпи от колекторите със селективно покритие, но тъй като те са по-мощни, тяхната площ е по-малка.
Третият тип - колектори с абсорбер, покрит с черен лак - има загуба на топлина, 50% по-висока от загубата на топлина от първия тип.
Монтаж на слънчеви колектори
Монтажът на слънчеви колектори може да се извършва върху покривен материал, равен с него или върху специална конструкция. Изборът на местоположението зависи от вида на покрива, неговия дизайн, наклона на плочите, както и от тяхната ориентация към страните на света.
Над покривния материал колекторите могат да бъдат монтирани, ако покривът е груб, а наклонът на склона е доста голям. В този случай те се монтират с помощта на специални профили или скоби, които са прикрепени към дъските на контрарелси или греди. Цялата конструкция трябва да стои зад плочките, така че да не се нарушава херметичността на покривния слой. Колекторът може да бъде фиксиранкакто върху скобите, така и върху монтажните профили, прикрепени към скобите. За защита от вятър могат да се използват и допълнителни намотки или специални елементи. Ако няколко колектора, те са свързани помежду си с гофрирани тръби. За да се избегне натрупването на въздух вътре в колекторите, те леко се огъват в обратната посока на връзката. Към отоплителната и отоплителната система колекторите се свързват с гофрирани тръби от неръждаема стомана. Тези тръби се подават към колекторите през вентилационни канали. Предимствата на тази инсталация са неговата простота, ниската цена на работа и сключването на свързващите тръби отвън. Недостатъците включват значителна топлинна загуба.
Колекторите, монтирани на ниво с покривен материал, изглеждат по-привлекателни, освен това в този случай не е необходимо самият покривен материал да се затваря, което намалява разходите за него. Те се закрепват към дъските със специални скоби. Тук е необходимо да се уверите, че фугите на колекторите и покрива нямат пролуки, но са запечатани. В същото време наклонът на склона трябва да бъде най-малко 25 °. Разходите за инсталиране на колектора в едно ниво с покрива са по-скъпи от инсталирането му на покрива.
Колекторите на специални конструкции обикновено се монтират на плоски покриви. Предимството на такива инсталации е най-простата и бърза инсталация, както и възможността за промяна на ъгъла на наклона им в съответствие с климатичните условия и ориентацията към света. Оптималният ъгъл на наклонаПредвижда се ъгъл от 45 °. Ако на същия покрив са монтирани няколко колектора, а те са един след друг, тогава трябва да се поддържа разстояние между тях, при което предните колектори няма да закриват задната част. Минималното разстояние между тях зависи от ъгъла на наклона и трябва да надвишава височината не по-малко от 1,5 пъти. Монтира се върху бетонни плочи или кутии с трошен камък за по-добро фиксиране и защита от вятър. Стягането на покривния слой в този случай не се нарушава, но натоварването на покрива и носещите елементи се увеличава, така че преди инсталирането трябва да се консултирате с архитектите и да разберете дали конструкцията на сградата ще носи такъв допълнителен товар.
Какъв трябва да бъде ъгълът на наклона на колектора?
Ъгълът на колектора е друга важна характеристика на колектора. Този параметър определя количеството слънчеви лъчи, които попадат върху повърхността на колектора по време на светлината на деня, което пряко влияе на неговата ефективност. Разбира се, слънцето променя позицията си през деня и по различно време на годината, така че колекторът не може да улови максималното количество слънчева енергия по всяко време. Тук е необходимо да се избере такъв наклон, който би осигурил максимално възможно неговото осветяване по всяко време. Например, колекторите за затопляне на вода трябва да бъдат инсталирани под ъгъл от 45 °, което е средната стойност между оптималните ъгли през лятото (30 °) и зимата (60 °) през годината. Наклонът може да се регулира само от колектори, монтирани на плоски покриви - на стъпкипокриви този параметър се определя от дизайна на покрива. Но това не означава, че такива колектори са неефективни. При наклон в диапазона 35-50 ° ефективността им леко се отклонява от максималната стойност.
За най-ефективна работа е препоръчително колекторът да се ориентира на юг, ако покривната конструкция позволява (особено на скатните покриви). В противен случай тяхната ефективност ще бъде значително намалена, което е особено забележимо през зимата и дори няма да помогне за увеличаване на площта на колекторите. Ако колекторите се използват само за затопляне на вода, те могат да бъдат ориентирани между югозападната и югоизточната посока.
Когато се използват многобройни колектори, свързани помежду си, всички те трябва да бъдат насочени в една посока. Но ако те са поставени под различни ъгли и разгърнати в различни посоки, всеки от тях ще регулира отделен поток на топлоносители, т.е. такава система няма да работи като цяло, а ще бъде разделена на няколко независими системи.
Каква трябва да бъде площта на колектора? Изчислителна формула
Площта на слънчевите колектори зависи от количеството вода, необходимо за отопление, интензитета на слънчевата радиация за тази територия, ефективността на всеки колектор, включен в системата, делът на слънчевата енергия в покриването на необходимостта от топлина, както и загубата на топлина. Производителите на слънчеви колектори изчисляват своята площ и количество, използвайки специални програми, използващи различни графики и графики. Но за изчисляване на площта на колектора за малък частен дом не е необходимоза да отидем по-дълбоко в сложни и неясни изчисления, достатъчно е да използваме формулата:
A = K • F • SF /(G •?),
AW = 1 /(G •?),
A = K • F • SF • AW,
A - площ на колектора, m2;
AW - дадена област, способна да генерира 1kWh на ден, m2 • ден /(kWh);
? - ефективност на един колектор,%;
G - общо излъчване на слънцето в един ден, характерно за дадена област, kWh /(m2 · ден);
К - коефициент, който отчита величината на ъгъла на колекторите и тяхната ориентация към страните на света (избрани от таблицата);
F - енергия, необходима за отопление на вода или отопление на къщата за един ден, kW • h /ден;
SF - дял на енергията на слънцето при покриване на нуждата от топлина,%.
Делът на слънчевата енергия е тази част от енергията, произведена от слънчевата инсталация, от общата консумирана енергия за отопление или загряване на вода. Обикновено стойността му варира от 60 до 70% от годишната консумация на енергия. Слънчеви инсталации с по-голям дял слънчева енергия се използват заедно с допълнителни газови котли, които работят на ниско ниво.
Данните, необходими за изчисляването на площта, могат да варират значително в зависимост от видовете колектори, техните модели и производители.
