Використовуйте сонячну енергію за допомогою сонячних колекторів Viessmann

Сонячні колектори - ключовий елемент сонячної теплової системи. Як випливає з назви, вони поглинають сонячне випромінювання. Останнє в свою чергу може бути використане в будинку для приготування гарячої води або для підтримки системи опалення. Це не тільки економить енерговитрати, але й сприяє зменшенню викидів в атмосферу продуктів спалювання викопного палива.


Принцип дії та види

Зазвичай застосовуються колектори, в яких циркулює теплоносій. Здебільшого це суміш води та антифризу гліколю. Теплоносій знаходиться в трубці. Залежно від того, як саме вони розташовані в трубці, виділяють 2 типи колекторів: трубні та плоскі. Однак спільним для обох є те, що абсорбер поглинає сонячне випромінювання і далі відбувається нагрів теплоносія і використання тепла для приготування гарячого водопостачання чи підтримки системи опалення.


Вакуумні трубчасті колектори - принцип "теплової трубки"

У випадку з трубним колектором абсорбер розміщено у вакуумній трубці, подібній до колби термоса. Вакуум має дуже хороші теплоізоляційні властивості та сприяє меншим тепловтратам. Це особливо вигідно при високих температурах колекторів, особливо коли вони використовуються для підтримки системи опалення.

Трубний колектор Vitosol 300-TM у розрізі

На верхньому кінці трубок пара конденсується в так званому конденсаторі (теплообмінник). Колектори, що працюють за принципом теплової трубки мають перевагу безпечного поглинання тепла.

Viessmann пропонує такі вакуумні трубні колектори, що працюють за принципом теплової трубки:

●  Vitosol 300-TM


Плоскі колектори - теплообмінник у формі меандру

Що стосується плоских колекторів, то абсорбер, як правило, надійно захищений від погодних впливів корпусом з листової сталі, алюмінію або нержавіючої сталі та передньою кришкою-покриттям з спеціального скла з низьким вмістом заліза, що забезпечує якомога більше поглинання сонячного випромінювання.  Теплоізоляція корпусу колектора зменшує тепловтрати.

Плоский колектор Vitosol 200-FM у розрізі

Теплообмінник виготовлений у формі меандру, що забезпечує безпечний потік через колектор. Даний колектор надійно захищений від механічних та вітрових впливів.

Viessmann пропонує такі продукти:

●  Vitosol 200-FM
●  Vitosol 100-FM
●  Vitosol 141-FM


Правильні проектування та монтаж сонячних колекторів

Сонячні колектори завдяки різним варіантам розташування можуть встановлюватись майже у всіх видах будівель, як при новому будівництві, так і при модернізації будівлі або поблизу неї. Їх можна встановити на скатних (похилих) дахах, плоских дахах і на фасадах або розмістити поблизу будівлі. Колектор і кріплення утворюють чудово сонячну архітекуру. Viessmann пропонує монтажні системи для всіх типів даху - це означає максимальну безпеку при плануванні та встановленні.


Можливості монтажу для сонячних колекторів Viessmann

Можливості встановлення

A Похилий дах
B Фасад / балконні перила
C Плоский дах
D Горизонтальний монтаж на плоскому даху (тільки Vitosol 200-TM і Vitosol 300-TM)
E Монтаж поблизу будівлі


Нахил та орієнтація колекторів 

Кількість енергії, яка може бути використана для вироблення тепла, найбільша, коли випромінювання потрапляє на поверхню колектора під прямим кутом. Цього не можна досягти в наших широтах на горизонтальній поверхні. Однак відповідний потрібний нахил поверхні колектора може допомогти. Крім того, для максимально ефективного використання сонячної енергії важливою є правильна орієнтація. У північній півкулі оптимальною є орієнтація на південь.


Уникнення затінення сонячних колекторів

Вибираючи поверхню для монтажу, слід зважати на те, щоб будівлі чи дерева не могли кидати тінь на колектор. Тобто, для колектора, поверненого на південь, область між південним сходом та південним заходом повинна бути без затінення, з кутом до горизонту не більше 20 °. Важливо: Затінення допускається лише в ранкові та вечірні години.

Рисунок: Вигляд зверху та збоку на ситуацію затінення
Вигляд зверху та вигляд збоку на ситуацію затінення

Інтеграція на дах (A) і Монтаж на даху (B)

Монтаж колекторів: монтаж на даху та інтеграція на дах

Монтаж чи інтеграція на даху - в будь-якому випадку колектори повинні бути добре закріплені без можливості проникання дощу в дім. У системах кріплення Viessmann всі компоненти призначені саме для цього. При монтажі на даху колектор кріпиться до даху. Під час інтеграції на дах замість покрівлі встановлюється плоский колектор. Для безпечного водовідводу встановлюється додатковий рівень герметизації нижче колектора.

A Інтеграція на даху
B Монтаж на даху


Показники потужності - які найважливіші?

Ключове значення, яке слід враховувати перед купівлею сонячної системи, - це ККД колектора. Він показує частку сонячної радіації, яка перетворюється на корисну теплову енергію. Це значення визначається відповідно до європейського стандарту EN 12975 і може бути знайдено серед технічних даних обладнання.

При визначенні ефективності сонячних колекторів, враховуються потоки енергії, а отже, і тепловтрати. Таким чином, не все світло, що потрапляє на поверхні, може використовуватися для отримання тепла (оптичні втрати). Крім того, втрачається невелика частина тепла, що виробляється колекторами (термічні тепловтрати).


Енергетичні потоки в колекторі

Потоки енергії в колекторі

A Випромінювання на колектор
E Поглинання абсорбером 

Оптичні тепловтрати
B Відбивання від склянного покриття
C Поглинання склянним покриттям
D Відбивання від абсорберу

Термічні тепловтрати
F Теплопровідність матеріалу
G Теплове випромінювання абсорбера
H Конвекція


Захист від перегріву ThermProtect

Якщо від колектора не відводиться тепло (немає потребі в теплі), колектор нагрівається до так званої температури стагнації. Зі збільшенням різниці температур з навколишнім середовищем збільшується ризик перегріву. Досягнення температури в 200 градусів за Цельсієм і більше призводить до небажаних наслідків. Теплоносій випаровується і через велике теплове навантаження на компоненти і теплоносій це призводить до поломок.


Характерні показники ефективності

Характерні показники ефективності

Зі збільшенням різниці температур з навколишнім середовищем збільшується ризик перегріву. Допоможуть вирішити цю проблему колектори із захистом від перегріву.

 


ThermProtect та принцип захисту від перегріву 

Viessmann протидіє цьому явищу за допомогою спеціального покриття абсорберу - ThermProtect. Завдяки ньому при зростанні його температури, один із шарів абсорберу змінює кристалічну решітку і сонячне випромінювання не поглинається, а відбивається від колектору. 

При температурі 75 градусів Цельсія відбувається дане "перетворення". Таким чином,  температура колекторів не піднімаються вище 145 градусів Цельсія. Якщо температура знову знизиться, кристалічна структура повернеться до початкового стану.

На відміну від цього, вакуумні трубні колектори використовують принцип теплової трубки для захисту системи від перегріву. При занадто високійтемпературі починається фазове відключення температури. Конденсація не відбувається.  Весь процес починається заново лише тоді, коли температура всередині сонячного контуру знизилася.

При температурах понад 145 °C теплоносій в конденсаторі вакуумного колектора Vitosol 300-T більше не може конденсуватись, тепловіддача при цьому мінімальна.