Теплоносители для солнечных коллекторов. Антифризы в солнечных установках

Нагреваются свыше 180°C, а температура вакуумированных трубчатых коллекторов поднимается до 250°C. При таких температурах возможно вскипание теплоносителя , начинается вибрация солнечных коллекторов, и иногда жидкость выливается наружу. Если при выключении тока и ремонте солнечного коллектора в трубах остается воздух, то при включении тока в коллекторе и трубах произойдут разрушения.

Цель состоит в том, чтобы сделать эти системы немного более известными, как для тех людей, которые уже находят солнечные системы в своем новом доме, так и для тех, кто считает, что эта чистая энергия используется в своих домах. Плоские коллекторные установки для сбора солнечной тепловой энергии.

Основы солнечной тепловой энергии и типы систем. Солнечные тепловые системы используют солнечные лучи для получения горячей воды. Специальные пластины, называемые коллекторами, концентрируются и накапливают тепло Солнца и передают его в жидкость, которую мы хотим нагревать. Эта жидкость может быть либо питьевой водой дома, либо гидравлической системой отопления дома.

Когда падает нагрузка потребления, возникают излишки тепла в аккумуляторных баках . При этом появляется ряд новых проблем:

выдержат ли материалы аккумуляторного бака новую нагрузку;
не откажут ли в работе насосы;
не появится ли опасность загорания в системе горячего водоснабжения .

Для предотвращения возможных нарушений в системе следует установить механизм отключения коллекторных насосов на случай повышения температуры сверх установленной нормы. Необходимо также принять во внимание возможность перегрева коллектора при отсутствии отвода тепла.

Что касается производства горячей воды для санитарного использования, существуют два типа объектов. Открытая цепь, где питьевая вода проходит непосредственно через солнечные коллекторы. Эта система снижает затраты и является более эффективной, но представляет проблемы в областях с температурой ниже точки замерзания воды, а также в областях с высокой концентрацией солей, которые в конечном итоге забивают панели. Недостатками являются трудность использования материалов, которые не загрязняют воду, риск испарения и замерзания, работу с давлением сети с опасностью в коллекторе, неспособность использовать антифриз, больший риск коррозии, возможные инкрустации меловой.

Применение антифризных растворов имеет как преимущества, так и недостатки.

Преимущества применения антифризов

В коллекторном контуре двухконтурной системы можно использовать насосы с малыми оборотами.
Обычно антифризы применяют вместе с антикоррозионными добавками; в этом случае в качестве материалов для изготовления солнечных коллекторов и трубопроводов можно использовать дешевые марки стали.
В системах солнечного отопления и горячего водоснабжения существуют 2 отдельных контура, разделяемых в теплообменнике, поэтому, выбрав подходящую по давлению часть контура, можно легко подключиться к водопроводной сети.
Не существует опасности замерзания, нет особых ограничений в градиенте температур по длине труб (для слива антифризов в нижней части системы следует установить дренажный кран).

Недостатки применения антифризов

Необходимо установить теплообменник. По сравнению с непосредственным обогревом температура теплоносителя должна быть выше, при этом КПД солнечного коллектора падает и выработка тепла в течение года уменьшается на 10...20%.
Для системы горячего водоснабжения используются антифризы на основе пропиленгликоля. Как правило, растворы одних изготовителей нельзя смешивать с растворами других изготовителей. По мере уменьшения их содержания в трубопроводах антифризы нельзя пополнять водой.
При использовании антифризных растворов необходимо учитывать возможность их испарения, разжижения, вскипания или просто ухудшения качества. В этой связи требуется надежная система контроля.
У антифризов по сравнению с водой теплоемкость и теплопроводность ниже, а вязкость выше, поэтому необходимо при их использовании устанавливать теплообменник значительно большего размера. В утренние часы, когда температура воздуха невысокая и вязкость антифриза относительно велика, требуются большие усилия по перекачке растворов, т.е. увеличивается нагрузка насоса. Днем температура воздуха растет, и насос работает в облегченном режиме.
Стоимость антифризов высока.
Если емкость расширительного бака недостаточна, то при отключении тока в коллекторе возможно вскипание раствора и выливание жидкости из расширительного бака.

Существуют антифризы, в состав которых входит водный раствор этиленгликоля, употребляемый для автомобилей, а также антифризы на основе водного раствора пропиленгликоля.

Они также подвергаются более законным ограничениям. Те из замкнутых контуров, где вода потребления не проходит непосредственно солнечными коллекторами. Используется антифризная жидкость, которая проходит через трубки внутри коллекторов и нагревается под действием солнечного излучения. Горячая жидкость проходит через первичный гидравлический контур до тех пор, пока он не достигнет аккумулятора, внутри которого происходит теплообмен между первичной и вторичной цепями, то есть между жидкостью антифриза, нагретой в солнечных батареях, и водой, которую мы собираемся использовать нас Если вода, содержащаяся в аккумуляторе, не достигает желаемой температуры использования, автоматически начинает работать вспомогательная система, нагреватель газа или электрическое сопротивление, который отвечает за генерацию дополнительного тепла.

В водный раствор этиленгликоля добавляют антикоррозийные токсичные добавки на основе солей азотистой кислоты. Такие антифризы можно использовать лишь в системах солнечного отопления.

Водный раствор пропиленгликоля почти не содержит вредных веществ и его можно использовать даже в системе горячего водоснабжения.

Если для получения антикоррозийных добавок используются нетоксичные вещества, то антифризы можно применять в системах с обычными теплообменниками.

Система полностью автоматизирована и контролируется системой управления. Системы также могут быть классифицированы в соответствии с типом циркуляции жидкости. Таким образом, циркуляция жидкости достигается путем. Естественная циркуляция, относится к термосифонической системе. В этом случае осадок должен быть размещен на уровне выше, чем сборщики, чтобы обеспечить конвекцию по разности температур. Чтобы облегчить движение воды, должна быть достаточная разница между температурой между коллектором и аккумулятором и высотой между аккумулятором и коллектором более 30 сантиметров.

Пользоваться антифризными растворами следует очень осторожно, поскольку в зависимости от концентрации меняется температура их замерзания. Например, температура замерзания водного раствора пропиленгликоля при 30%-ной концентрации составляет -11°C, а при 40%-ной - -20°C. При проектировании системы солнечного отопления следует помнить, что температура воздуха будет влиять на выбор необходимой концентрации антифризных растворов.

Положительными факторами этой системы являются экономичность и простота установки, поскольку термосифонное оборудование не потребляет электроэнергию, поскольку они работают без насоса. Эта функция помогает снизить потребление энергии дома и делает автономное оборудование, которое продолжает работать, даже если электрическая система выходит из строя. Факт автономности делает его применение очень привлекательным в тех отдаленных местах, где электрическая сеть не доходит. Отрицательные факторы - это эстетика и сопротивление крыши, потому что депозит должен быть на вершине панелей.

Солнечные коллекторы — системы сбора тепла, поступающего от солнца. Именно эти устройства удобнее использовать для водяного отопления: в них нагревается теплоноситель. Затем он может подаваться в систему отопления (лучше — в теплый пол) или горячего водоснабжения.

Конструктивно любая установка состоит из самой солнечной панели и резервуара для нагретой воды (баки бывают с теплообменником при использовании в качестве теплоносителя антифриза). В местностях с небольшим количеством солнечных дней в бак для воды может быть установлен резервный нагреватель. Чаще всего это ТЭН. Но нужно помнить, что подключать второй источник нужно не параллельно, а последовательно. Только тогда он будет работать лишь в том случае, если солнечной энергии для нагрева до заданных температур не хватает. В этом случае система будет экономно расходовать платные источники энергии.

Естественная циркуляция также немного снижает производительность солнечной системы. Схема работы аккумуляторной системы, сборщиков для бытовой горячей воды. Принудительная циркуляция - это система с электроциркулятором. Эта установка позволяет избежать дефектов, характерных для систем естественной циркуляции. В качестве недостатков являются потребности в электроэнергии, регулирование и контроль циркуляции. Когда теплообменник находится на более низкой высоте, чем коллектор, электроциркулятор необходим.

Также необходимо включить обратный клапан, чтобы избежать возможного ночного термосифонического эффекта. Положительными факторами этой системы являются эстетические и системные характеристики. Можно разместить аккумулятор внутри дома, а затем крыша не должна поддерживать вес аккумулятора. Принудительная циркуляция обеспечивает более высокую производительность, чем система естественной циркуляции, поскольку жидкость для антифриза циркулирует быстрее, чем вода. Отрицательными факторами являются экономическое и системное управление: первоначальные инвестиции выше, а также система использует энергию для работы насоса.

По строению солнечные коллекторы для отопления бывают:

плоские;
трубчатые;
воздушные.

Есть еще коллекторы концентраторы, но это уже системы промышленного типа, состоящие из множества параболических зеркал, установленных на подвижных опорах. Положение зеркал регулируется системой слежения, которая дает команды сервомоторам, изменяющим положение зеркал вслед за движением солнца. Такие системы способны нагревать теплоноситель до 120-250 o C, но крайне сложны и дороги. Для бытового отопления подходят мало.

Однако это использование энергии будет компенсироваться более высоким выходом горячей воды по сравнению с предыдущей системой. Особенно популярны компактное отечественное оборудование, обычно состоящее из резервуара емкостью около 150 литров и двух коллекторов по 1 м 2 каждый. Эти устройства, доступные как с открытым, так и с замкнутым контуром, могут поставлять 90% ежегодных потребностей в горячей воде для семьи из 4 человек в зависимости от радиации и используемой воды. Любая из этих систем внутренней тепловой солнечной энергии предотвращает выброс до 4, 5 тонн выбросов вредных для атмосферы газов.

Плоские коллекторы

Плоские гелиоколлекторы — это металлическая рама, на которой, если смотреть снизу-вверх, закреплены:

пластина корпуса;
слой термоизоляции;
светоотражающий слой (присутствует не во всех моделях) ;
пластина теплосборника (теплопоглотителя или еще называют адсорбирующая пластина), к которой припаяны теплообменные трубки;
прозрачная светопропускающая крышка (закаленное стекло с 95% коэффициентом пропускания света или не менее прозрачный поликарбонат).

Также на корпусе имеется выпускной и впускной патрубок — через них циркулирует теплоноситель.

Примерное время возврата энергии составляет примерно полтора года. Схема работы с принудительной циркуляцией. Типы и принцип работы. Солнечные коллекторы, наиболее используемые на внутреннем уровне, являются плоскими коллекторами, которые все больше и больше становятся солнечными коллекторами вакуума.

Плоская панель солнечных батарей состоит из коробки с изоляцией в нижней и боковых сторонах, а на этой изоляционной плите установлена абсорбирующая пластина, металлическая пластина, к которой свариваются трубы, через которые сваривается жидкость. Трубки, которые входят и оставляют сторону пластины, позволяют системе подключаться к установке для воды. Корпус, обычно металлический, представляет собой конструкцию, которая окружает заднюю изоляцию и поддерживает стекло, и должна быть полностью водонепроницаемой, чтобы избежать потери тепла.

Есть модели открытые — без крышки. Единственное их достоинство — низкая цена, но они очень неэффективны и совершенно неработоспособны при отрицательных температурах. Из-за того, что крышки нет, абсорбционное покрытие быстро разрушается, так что служат открытые коллекторы несколько сезонов, а из-за своих особенностей могут использоваться для подогрева воды в бассейне или в душе. Для отопления они бесполезны.

Передняя крышка - это закаленное стекло, устойчивое к ударам, тепловым колебаниям или некоторым пластикам. Принцип работы солнечной панели заключается в использовании солнечной энергии, позволяющей пропускать солнечные лучи через эту крышку к пластине поглотителя, где световые лучи преобразуются в тепло. Специальная антифризная жидкость циркулирует внутри пластины абсорбера, и, как упоминалось ранее, она становится теплоносителем от плиты к резервуару.

Вакуумные трубки солнечных коллекторов включают инновации: вакуум был сделан в пространстве между защитным стеклом и абсорбирующей поверхностью. С этим изменением можно устранить потери внутренней конвекцией, потому что внутри нет воздуха, который может их перенести, и, таким образом, увеличить рабочую температуру и производительность установки. Форма этих коллекторов не плоская, а цилиндрическая, поскольку она позволяет лучше воздействовать на вакуум внутри. Кроме того, коллекторы вакуумных трубок объединяют цилиндрически-параболические концентраторы, с помощью которых можно улучшить характеристики в те времена, когда солнечные лучи не влияют на оптимальный угол.

Принцип работы плоского солнечного коллектора следующий: солнечные лучи почти полностью проходят через верхнее защитное стекло. От этих лучей нагревается теплопоглотитель. Тепло, понятное дело излучается, но наружу почти не выходит: прозрачное для солнечных лучей стекло, тепло не пропускает (позиция «в» на диаграммах). Получается, что тепловая энергия не рассеивается, а сохраняется внутри панели. От этого тепла нагреваются теплообменные трубки, а от них тепло передается циркулирующему по ним теплоносителю.

Они также позволяют лучше адаптироваться к тем случаям, когда установка невозможна в идеальном наклоне или направлении, где плоские панели будут иметь очень мало производительности. Это свойство означает, что сборщики вакуумных труб могут быть еще лучше интегрированы в архитектуру. В общем, сборщики должны быть одобрены и предоставить соответствующие гарантии.

Другие компоненты солнечной тепловой установки. Функция резервуара заключается в том, чтобы вода, производимая солнечными батареями, нагревалась в течение ограниченного времени, обычно от 1 до 4 дней в случае небольших систем. Хороший депозит должен иметь высокую теплоемкость, достаточный объем, быстро реагировать на спрос, хорошо интегрироваться в здание, быть экономически доступным, быть безопасным и иметь долгую жизнь.

Правила расположения плоских коллекторов

Коллекторы этого типа должны располагаться под углом 90 o по отношению к падающим лучам света. Чем точнее выставлен этот угол, тем больше тепла собирает система. Понятно, что на неподвижной крыше постоянно выдерживать этот угол нереально, но расположить панель нужно так, чтобы на нее как можно больше времени падал свет. Есть довольно дорогие устройства, которые изменяют положение панели по отношению к солнцу, поддерживая оптимальный угол падения солнечных лучей. Они называются системами слежения.

Они обычно имеют цилиндрическую форму, что облегчает явление расслоения. Они изготовлены из стали, нержавеющей стали, алюминия, армированного стекловолокна и пластмасс. В этом типе систем нецелесообразно сохранять летнюю горячую воду на зиму, поэтому мы говорим только о месторождениях с ежедневной емкостью.

Для односемейных систем можно использовать следующее правило: 50 литров на человека на 50 литров. Эти элементы облегчают транспортировку теплоносителя из коллектора в хранилище, а затем до точки потребления. Они приводятся в действие электродвигателем, который снабжает жидкость необходимой энергией для транспортировки через цепь при определенном давлении. Существует три типа центробежных электроциркуляторов.

От чего зависит цена

Цена плоского коллектора во многом зависит от использованных материалов. Так корпус может быть алюминиевый или из оцинкованной стали. Корпус из алюминия предпочтительнее, но стоит дороже. Бывают еще корпуса из полимера. Они характеризуются высокой прочностью и надежностью.

Погруженный ротор: они бесшумны, требуют низкого технического обслуживания и устанавливаются в соответствии с трубой и горизонтальной осью. Моноблоки: с осью в любом положении. Муфта двигателя: электроциркулятор разных осей, они более шумные. С течением времени в трубах возникают осадки и коррозия, так что потеря нагрузки возрастает со временем. Кроме того, расчеты выполняются так, как будто в установке имеется только вода, в то время как антифриз часто добавляется, поэтому на практике выбранный насос должен быть немного увеличен.

Насосы обычно имеют несколько скоростей, и производитель указывает это на своих графиках. Целесообразно работать на промежуточной скорости, чтобы увеличить или уменьшить скорость, если мы упали, или если у нас есть негабаритный насос, соответственно. Перед схемой предшествует фильтр, чтобы избежать примесей, поступающих из сварных швов, и остальной части установки до прибытия в насос.

Большое влияние на эффективность оказывают теплообменные трубки и материал пластины-теплосборника. Они бывают алюминиевыми (такие панели стоят дешевле) и медными. Медные более дорогие, но и более долговечные, также они имеют более высокий КПД. Для России, даже для южных ее регионов, использовать желательно именно их. Так как инсоляция даже на юге редко бывает чрезмерной, скорее ее не всегда хватает для отопления.

Для предотвращения протекания жидкости антифриза в противоположном направлении, когда система выключена, монтируется односторонний клапан или электроклапан. Этот обратный клапан предотвращает обратное перемещение теплоносителя из коллектора в насос, вызванное естественной конвекцией.

Если выбран однопроходный клапан, рекомендуется установить его в горизонтальной части трубы и никогда не на дне, так как частицы грязи могут влиять на работу клапана. Опыт показал, что рекомендуется покупать клапан хорошего качества. Решение с электродвигателем, которое открывается параллельно с запуском насоса, безопаснее, чем обратный клапан.

Важно также покрытие пластины теплосборника: чем ближе к абсолютному черному цвету оно будет, тем меньше отразится лучей и больше получится в результате тепла. Потому технологи постоянно работают над усовершенствованием этого покрытия. В первых моделях это была обычная черная краска, сегодня же — напыление черного никеля.

Пластиковые коллекторы

В отдельный вид можно выделить пластиковые солнечные коллекторы. В простейшем варианте это две панели из поликарбоната, которые закреплены на раме из алюминия. Между ними наварены или наплавлены ребра, создающие в панели лабиринт для тока воды. В верхней части панели расположено впускное отверстие, в нижней — выпускное. В верхнее заливается холодная вода, которая, проходя по лабиринту, нагревается и выходит с более высокой температурой через нижнее. Система применяется для нагрева воды в летний период. Из-за малого гидравлического сопротивления очень хорошо функционирует в самотечной системе. Такой вид солнечного водонагревателя — идеальный вариант снабжения горячей водой дачи в огородный сезон.

Но иногда пластиковыми солнечными коллекторами называют полноценные коллекторы для отопления. Просто в них верхняя крышка выполнена не из стекла, а из того же поликарбоната или другого пластика, хорошо пропускающего солнечные лучи. Такие модели меньше подвержены риску: пластики более прочные, чем стекло (даже закаленное).

Трубчатые гелионагреватели

В системах нагрева одна из первостепенных задач — обеспечить сохранность тепла и не допустить его потерь. Для этого используются разные утеплители и среды, предупреждающие рассеивание тепловой энергии. Самый эффективный теплоизолятор — вакуум. Этот принцип и использован в трубчатых или, как их еще называют, вакуумных солнечных коллекторах. Но вакуумные гелиоколлекторы могут быть четырех модификаций. Они имеют разный тип стеклянной трубки и разные тепловые каналы.

Типы трубок

Сегодня в основном используются два типа трубок: коаксиальная (труба в трубе) или перьевая. Коаксиальная трубка по строению напоминает термос: две колбы герметично спаяны между собой одним из концов, между стенками — разреженное пространство — вакуум. На стенку второй колбы нанесен поглощающий слой. В нем солнечные лучи преобразуются в тепловую энергию. Внутренняя стенка колбы нагревается, от нее нагревается воздух внутри колбы, а от него в свою очередь нагревается теплоноситель, который циркулирует по тепловому каналу. Из-за сложной системы передачи тепла нагреватели с такими трубками имеют не очень высокий КПД. Но используются они чаще. По тому причине, что работать могут в любое время, даже в сильные морозы и имеют небольшие теплопотери (из-за вакуума), что улучшает их эффективность.

Перьевая трубка — это всего одна колба, но с большей толщиной стенки. Внутрь вставляют тепловой канал, который для улучшения теплоотдачи снабжают плоской или чуть извилистой пластиной из адсорбирующего материала. После чего трубка вакуумируется. Этот тип имеет более высокий КПД, но стоит намного дороже коаксиальных. К тому же более сложная замена при выходе трубки из строя.

Перьевая трубка — внутри пластина, напоминающая перо

Виды тепловых каналов

Сегодня распространены два типа тепловых каналов:

Heat-pipe
U-type или прямоточный канал.

Система Heat-pipe — это полая трубка с массивным наконечником на одном конце. Это наконечник изготовлен из материала с хорошей теплоотдачей (чаще всего медь). Наконечники соединяются в единую шину — манифолд (manifold). Их тепло отбирает циркулирующий через манифолд теплоноситель. Причем циркуляция теплоносителя может быть организована по одной или двум трубам.

Внутри трубки находится легко кипящее вещество. Пока температура невысокая, оно находится в жидком состоянии в нижней части теплового канала. По мере нагрева начинается его кипение, часть вещества переходит в газообразное состояние, поднимается вверх. Разогретый газ отдает тепло металлу массивного наконечника, охлаждается, переходит в жидкое состояние и по стенке стекает вниз. Затем он снова нагревается и т.д.

В трубчатых коллекторах с прямоточным каналом используется более привычная схема теплообмена: имеется U-образная трубка, по которой движется теплоноситель. Проходя по ней, он нагревается.

Теплообменники U-типа показывают лучшую производительность, но их главный недостаток — они являются неделимой частью системы. И при повреждении одной трубки в солнечной панели менять придется всю ее полностью.

Теплообменники Heat-pipe типа менее эффективны, но используются намного чаще из-за того, что система получается модульной и любая поврежденная трубка меняется очень просто. Просто из манифолда достается одна, на ее место ставится другая. Как это происходит, вы можете увидеть в видео. Как ни странно, но так собирается вакуумная трубка для солнечных коллекторов. И противоречия тут нет. Просто использована коаксиальная колба и вакуум находится между ее стенками, а не вокруг теплового канала.

Отдельным видом солнечных трубчатых коллекторов являются установки прямого нагрева. Их еще называют «мокрой трубкой». В этой конструкции между двумя колбами циркулирует вода, она и нагревается от их стенок, затем поступает в резервуар. Эти установки просты и дешевы, но не могут работать под повышенным давлением или при отрицательных температурах (вода замерзает и разрывает колбы). Этот вариант для отопления непригоден, можно использовать для нагрева воды в теплый сезон.

Теплоноситель в коллекторах

По внутренним теплообменным трубкам может циркулировать как вода, так и антифриз. Использовать воду можно в регионах, в которых минусовых температур не бывает или предполагается эксплуатация системы исключительно в теплое время года (на дачах, например). Но при сезонном использовании перед консервацией на зиму с панелей необходимо слить всю воду. Во всех остальных случаях и регионах требуется заливка антифриза или его водного раствора (зависит от минимальных температур в регионе).

Нужно помнить, что при использовании антифриза в баке-аккумуляторе будет находиться змеевик, а циркуляция теплоносителя будет обеспечиваться насосом. Такая система называется «замкнутой»: по гелиосистеме движется теплоноситель по замкнутому контуру.

Многих пугает зависимость от наличия электричества. Стоит сказать, что есть модели плоских солнечных коллекторов с естественной циркуляцией. Их КПД ниже из-за меньшей скорости продвижения теплоносителя, но они вполне работоспособны. Правда, для организации полноценного отопления потребуются значительные площади.

Для тех, кого не устраивает снижение эффективности, есть другой выход: обеспечение резервного питания. В самом простом варианте это с несколькими автомобильными аккумуляторами. Это даст несколько часов работы без электричества в сети. Для более продолжительной работы потребуется уже генератор. Есть и третий вариант: насосы, работающие от солнечной энергии. Но они пока редкость. И четвертый способ: поставить и аккумуляторы, которые и будут резервным источником питания.

При использовании воды в качестве теплоносителя, она из накопительного бака поступает на гелиоколлектор, где нагревается. Нагретая возвращается в резервуар, и затем напрямую идет в систему отопления и горячего водоснабжения. Так как из системы вода расходуется, то она называется «открытой». Вода при такой системе безопасна в бактериальном и биологическом плане: в теплообменных трубках она нагревается до высоких температур, так что погибают все микробы.

Воздушные коллекторы

Не всегда есть возможность или желание устраивать полноценную систему отопления, частью которой являются все гелиосистемы, о которых речь шла выше. Но сэкономить на отоплении помещения можно без устройства системы. И помогут в этом воздушные коллекторы. Полностью заменить традиционное отопление они не в состоянии, но снизить расходы могут.

В самом простом случае воздушный солнечный коллектор — это две пластины, между которыми устроен лабиринт, по которому проходит воздух. Наружная пластина имеет отверстия (перфорацию) в которые проходит холодный воздух. Проходя по лабиринту, он нагревается и затем через отверстие в стене дома попадает внутрь. Работать система может с использованием вентилятора (принудительная циркуляция) или без него. Все зависит от конфигурации.

Устанавливается такой солнечный нагреватель воздуха чаще на южной стене (возможна естественная циркуляция за счет восходящих потоков теплого воздуха), но можно сделать и на крыше (с вентилятором).

Сильного нагрева вы в таких устройствах не получите: КПД у них совсем небольшой, но до 30-45 o Cв прохладные дни или до 50 o C в жаркие дни воздух нагреть можно. Только для получения хорошего эффекта воздушные коллекторы должны иметь более чем приличные размеры. Для увеличения КПД вторую стенку делают из теплопоглощающего материала, который используется в плоских коллекторах. Также заднюю стенку утепляют, предупреждая рассеивание тепла. Но эффективность все равно остается низкой: воздух в 4000 раз менее теплоемкий по сравнению с водой.

Какой лучше

Плоские коллекторы применимы в областях с большим количеством солнечных дней и небольшими перепадами ночных температур. Они малоэффективны в облачную или ветреную погоду: велики потери тепла с большой поверхности. Хоть современные плоские гелиоколлекторы и стараются делать герметичными, а некоторые даже вакуумируют, но при отрицательных температурах все равно более эффективными остаются трубчатые солнечные нагреватели.

Трубчатые установки имеют более низкую производительность. Но потери тепла при этом небольшие. Плюсом является также их способности улавливать рассеянный солнечный свет, а даже некоторые другие части спектра солнечного света: они немного греются даже ночью. В результате для северных регионов они оказываются более эффективными. Ведь греют даже ночью, не говоря уже о пасмурном дне. Потому однозначно: для центральных, и, тем более, северных регионов, солнечные коллекторы для отопления дома выбирайте только трубчатые. А вот которые — это решайте сами.

Самые эффективные солнечные коллекторы для отопления дома — с перьевой трубкой и U-образным тепловым каналом. Но они — самые дорогие, и ремонту не подлежат. Меняется только вся панель целиком.

Чуть хуже по эффективности те же перьевые трубки, но с системой Heat-pipe. Но они все еще дороги, и при выходе из строя нагревателя придется менять трубку целиком, а это недешево.

Итоги

Самые популярные коаксиальные трубки теплообменником Heat-pipe: они стоят меньше, просто меняются, да еще и могут быть отремонтированы. Если повредился теплообменник, его просто достают, устанавливают новый, и трубка после сборки (пара движение) снова готова к работе. Аналогично поступают при повреждении колбы: меняют только ее. В общем, хоть и не самая производительная система (все другие типы имеют большие КПД), но самая ремонтопригодная.