Що таке Геліосистема

Використання енергії сонця!!!
Людина використовує тепло сонця з незапам'ятних часів. Влітку воно обігріває наші будівлі безпосередньо, а взимку ми споживаємо акумульоване сонячне тепло, використовуючи деревину, вугілля, газ для обігріву житла і приготування гарячої води.
Сонце - самий невичерпний і доступна з усіх джерел енергії, які природа дарує людині. Можливості використання екологічно чистої, повсюдно доступною відновлюваної сонячної енергії сьогодні привертають все більшу увагу.
Найефективнішим, на даний момент, способом використання енергії сонця є її поглинання сонячними колекторами. Адже використання колекторів в існуючих системах – це вже не майбутнє, а реальне сьогодення. Враховуючи, що ціни на інші види палива та електроенергію будуть збільшуватися, встановлення системи сонячних колекторів - це справжні інвестиції в майбутнє.
Це пояснюється тим, що сонце цілий рік безкоштовно постачає в наші будинки енергію, яку можна ефективно використовувати в будь-яких широтах. Крім того, сонячна енергія відноситься до найбільш нешкідливим для навколишнього середовища джерел енергії. Так зберігаються обмежені ресурси корисних копалин, і значно зменшується кількість шкідливих речовин в атмосфері.
Наявність на даху будинку використовує сонячну енергію пристрою, свідчить про свідоме погляді його власника на чистоту навколишнього середовища і його не байдужості до того місця, де він живе.
Використання сонячної енергії не тільки надає позитивний вплив на навколишнє середовище, але і дозволяє заощадити чималі кошти, щомісяця або щорічно виділяються Вами на плату за опалення і гарячу воду. За рік це дозволяє заощадити 60-70% витрачених на це коштів.
Існують різні види сонячних колекторів:
Вакуумний колектор з прямою теплопередачею воді
У такому колекторі вакуумні трубки з'єднані з накопичувальним баком. З контуру теплообмінника вода тече прямо в трубки, нагрівається і повертається назад. Такі системи ще називають термосифонными.
До переваг цих систем відноситься безпосередня передача тепла воді без участі інших елементів.
Термосифонні системи працюють на принципі явища природної конвекції, коли тепла вода прагне вгору.
В термосифонних системах бак повинен бути розташований вище колектора. Коли вода в трубках колектора нагрівається, вона стає легше і природно піднімається у верхню частину бака.
Більш прохолодна вода в баці тече вниз трубки, таким чином, забезпечується циркуляція у всій системі. У маленьких системах бак з'єднаний з колектором і не розрахований на магістральний тиск, тому термосифонні системи потрібно використовувати або з подачею води з вищерозташованої ємності, або через зменшують тиск редуктори.
Така система має мінімальний гідравлічний опір.
Вакуумний колектор з прямою теплопередачею воді і вбудованим теплообмінником
Колектор має всі переваги та особливості попереднього типу колекторів.
Відмінністю є наявність вбудованого в бак ефективного теплообмінника, що дозволяє під'єднати колектор з баком до напірної мережі водопостачання. При цьому в трубках і раніше практично немає тиску.
Одним з переваг також є можливість заповнення водогрійного контуру незамерзаючої рідиною, що дозволяє використовувати його і при невеликих мінусових температурах (до мінус 5-10 градусів).
Іншою перевагою є те, що в колекторі не відкладаються солі жорсткості і інші забруднення, так як обсяг теплоносія один і той же, а витрачається вода проходить тільки по внутрішньому мідного теплообмінника.
Вакуумний колектор з термотрубками
Головним елементом сонячних колекторів даної конструкції є термотрубка – закрита мідна труба з невеликим вмістом легкокипящих рідини.
Робота високотехнологічних вакуумних трубок заснована на простому принципі теплової труби, яка являє собою порожнистий мідний стрижень, запаяний з обох кінців з розширенням у верхній частині. Всередині нього знаходиться токсична рідина (иноргатик).
При нагріванні рідини до температури кипіння вона закипає і в пароподібному стані піднімається у верхню частину – наконечник (конденсатор), температура на якому може досягати 250-380°С. І там конденсується, віддаючи тепло. А конденсат стікає по стінках трубки вниз і процес повторюється.
Теплова трубка вставляється в скляну трубу і фіксується між двома алюмінієвими ребрами. Форма ребер така, що площа їх контакту з тепловою трубкою і внутрішньою поверхнею вакуумної труби максимальна. Така модель ребер забезпечує максимальну передачу тепла до мідної теплової трубки, а потім теплоносія в проточному теплообміннику. Внутрішня порожнина теплової трубки – вакуумована, тому ця рідина випаровується навіть при температурі близько 30°С. При меншій температурі трубка «замикається» і додатково зберігає тепло.
Тепло від головки термотрубки передається основи колектора - приймача.
Приймач сонячного колектора мідний з поліуретановою ізоляцією, закритий нержавіючим корпусом або корпусом з алюмінієвого сплаву. Передача тепла відбувається через мідну „гільзу“ приймача. Завдяки цьому опалювальний контур відділений від трубок.
При пошкодженні однієї трубки колектор продовжує працювати. Процедура заміни трубок дуже проста, при цьому немає необхідності зливати незамерзаючу суміш з контуру теплообмінника.
Вакуумна труба складається з двох скляних труб. Конструкція скляних вакуумних труб схожа на конструкцію термоса, одна трубка вставлена в іншу з великим діаметром.
Зовнішня труба виготовлена з прозорого надміцного боросилікатного скла. Внутрішня труба також зроблена з прозорого боросилікатного скла, покритого спеціальним селективним нанопокриттям, яке забезпечує максимальне поглинання тепла при мінімальному відображенні. Щоб уникнути кондуктивних і конвективних тепловтрат з простору між двома трубами викачано повітря і створений вакуум. Для підтримання вакууму між двома скляними трубами використовується барієвий газопоглинач (такий же, як в телевізійних трубках). При виробництві газопоглинач піддається дії високих температур, внаслідок чого нижній кінець вакуумної труби покривається шаром чистого барію. Цей шар барію поглинає речовини, які виділяються з труби в процесі зберігання і експлуатації, підтримуючи таким чином стан вакууму. Шар барію також є чітким візуальним індикатором стану вакууму. Коли вакуум зникає, сріблястий барієвий шар стає білим. Це дає можливість легко визначити, чи справна труба, всередині якої закріплена мідна теплова трубка з алюмінієвими ребрами для передачі тепла.
Основні вимоги до вакуумній трубі:
• матеріал: боросилікатне скло відповідає ISO3585: 1991;
• коефіцієнт пропускання боросилікатного скла: ≥ 0,92;
• поглинається здатність селективного абсорбуючого покриття: а ≥ 0,94;
• випромінювальна здатність півсфери: ε ≥ 0,08;
• стартова температура: +30°С (при даній температурі теплова трубка починає працювати);
•час запуску в роботу: не більше 2-х хвилин при нормальному сонячному освітленні;
•морозостійкість: витримує -50°С;
•термостійкість: немає пошкоджень після трьох разів почергового впливу холодної води до 25°С і гарячої води понад 90°С;
•опір граду: витримує град Ø5 мм;
•стандарт зовнішнього вигляду: колір селективного абсорбуючого покриття повинен бути рівномірним, покриття не повинно лущитися або кривитися. Підтримують частини всередині труби повинні бути правильно і міцно закріплені. Допустиме
відхилення в діаметрі труби з боросилікатного скла повинне відповідати ISO4803: 1978;
•вигин труби з боросилікатного скла не повинен перевищувати 0,3%;
•поперечний переріз труби з боросилікатного скла, яке перебуває на 40-60 мм від кінця, повинно бути круглим. Співвідношення
тим самим коротким і найдовшим радіальними розмірами скляної труби не повинна перевищувати 1,02.
Вакуумні трубки показують чудові результати і в хмарні дні, тому що труби здатні поглинати енергію інфрачервоних променів, які проходять через хмари.
Завдяки ізоляційним властивостям вакууму вплив вітру і низьких температур на роботу вакуумних труб незначно.
Плоский сонячний колектор
Плоский колектор - найпоширеніший вид сонячних колекторів, що використовуються в побутових водонагрівальних і опалювальних системах. Цей колектор являє собою теплоізольованою засклену панель, в яку поміщена пластина поглинача.
Пластина поглинача виготовлена з металу, що добре проводить тепло (найчастіше міді або алюмінію). Найчастіше використовують мідь, т. до. вона краще проводить тепло і менше схильна до корозії, ніж алюміній. Пластина поглинача оброблена спеціальним високоселективним покриттям, який краще утримує поглинене сонячне світло. Це покриття складається з дуже міцного тонкого шару аморфного напівпровідника, нанесеного на металеву основу, і відрізняється високою поглинаючою здатністю у видимій області спектру і низьким коефіцієнтом випромінювання в довгохвильовій інфрачервоній області. Завдяки склінню (у плоских колекторах зазвичай використовується матове, що пропускає тільки світло, скло з низьким вмістом заліза) знижуються втрати тепла. Дно і бокові стінки колектора покривають теплоізоляційним матеріалом, що ще більше скорочує теплові втрати.
Як ми бачимо, кількість і різноманітність типів сонячних колекторів досить велике. У чому ж різниця між ними? Який тип колекторів вибрати? Як зазвичай, однозначного вирішення не буває. Існують різні фактори і причини, які змушують вибрати оптимальний в даній ситуації тип колектора.
Чи Реально зробити цю систему без додаткового забезпечення? Або краще мати на всякий випадок щось додатково? І який цей всяк випадок?
За нормами має бути дублююче джерело, розрахований на 100% навантаження.
Геліосистема забезпечує економію енергоносіїв і лише часткову автономність, просто, навіть влітку буває два тижні похмурих і дощових, і геліосистема не зможе працювати на повну потужність. А в зимовий період в 6 разів менше сонячної енергії, ніж влітку.
Але геліосистема працює автоматично, як тільки є можливість використовувати енергію сонця, вона відразу включається (навіть у похмуру погоду і зимовий період теж) і, наприклад, зможе нагріти воду з 5 до 30°С, а потім котел вже догріває до необхідної величини.
Повністю автономні системи є! Але вони в кілька разів дорожче, і поки на такі системи ніхто в Україні не зважився...