Плоские солнечные коллекторы
Плоские солнечные коллекторы преобразуют в тепло как прямое, так и рассеянное излучение. Их можно использовать для получения низкопотенциального тепла с температурой теплоносителя менее 70 °С, в частности, для обогрева воздуха в помещениях и нагрева воды в водонагревательных установках. Эффективность таких солнечных коллекторов сильно зависит от погодных условий и снижается с ростом температуры теплоносителя на выходе из коллектора.
Эти коллекторы особенно успешно могут применяться в летнее время для подогрева воды в бассейнах, поскольку в этом случае требуется небольшой нагрев воды выше температуры окружающей среды. В таких установках плоские солнечные коллекторы могут работать с эффективностью около 90 %. Плоские солнечные коллекторы оказываются более эффективными при подогреве большого количества воды до невысокой температуры, чем при нагревании небольшого количества воды до высокой температуры и последующем смешивании нагретой воды с холодной.
Самым простым типом солнечного коллектора являются черные пластиковые трубы, выставленные на солнце. Более эффективные конструкции коллекторов теплоизолируются с тыльной и с фронтальной (прозрачной) сторон.
В солнечных коллекторах можно нагревать воду как напрямую, так и с помощью промежуточного теплоносителя.
На рис. 10.7 показано поперечное сечение типичного плоского солнечного коллектора. При изготовлении таких коллекторов обычно используются Стеків и алюминий, однако последний подвержен коррозии, если через коллектор пропускается вода. Лучшим с точки зрения эффективной передачи тепла к теплоносителю материалом для тепловоспринимающей панели является медь, однако она весьма дорога.
В большинстве типичных конструкций панелей солнечных коллекторов каналы для теплоносителя изготавливаются их медных трубок, а тепловосприма — югцие ребра панели — из более дешевого алюминия. Панели «чернятся» путем анодирования или просто красятся в черный цвет. При использовании красок возникает ряд проблем, связанных с разрушающим воздействием ультрафиолетового излучения, от которого слой краски может деградировать и разрушаться.
Фронтальное прозрачное ограждение солнечного коллектора может быть стек — ляллным или пластиковым. При этом следует учитывать, что стеклянную панель
легко разбить, а пластиковая панель подвергается разрушающему воздействию ультрафиолетовых лучей. Для снижения тепловых потерь через заднюю стенк> применяют различные теплоизолирующие материалы, такие как, например, стекловолокно или вспененный полиуретан. Пенополиуретановые панели придают конструкции хорошую жесткость, позволяя при этом избавиться от дополнительных прочностных элементов, которые увеличивают вес конструкции.
Экструзионная тепловоспринимающая Воздушный панель с трубками
Остекление промежуток / для теплоносителя
Рис. 10.7. Поперечное сечение типового плоского коллектора