Конструкции солнечных коллекторов

Плоский коллектор

Особенности конструкции

Большинство плоских солнечных коллекторов состоит из четырех основных элементов (рис. 3.1):

  • поглощающей панели с каналами для теплоносителя, на поверхность которой нанесено покрытие, обеспечивающее поглощение не менее 90 % падающего солнечного излучения;

  • прозрачной изоляции, состоящей, как правило, из одного или двух слоев остекления;

  • тепловой изоляции, снижающей потери теплоты в окружающую среду через днище коллектора и его боковые грани;

  • корпуса, где расположены поглощающая панель и тепловая изоляция и который сверху закрыт прозрачной изоляцией.

В коллекторе падающее солнечное излучение преобразуется в теплоту, отводимую потоком теплоносителя (вода, антифриз, воздух и др.), протекающим по каналам поглощающей панели. Прозрачная изоляция снижает конвективные и лучистые потери теплоты от поглощающей панели в атмосферу, вследствие чего возрастает теплопроизводительность коллектора. Как известно, большинство прозрачных сред, в том числе стекло, пропускают лучи селективно, т.е. их пропускательная способность зависит от длины волны падающего излучения. Обычное оконное стекло в зависимости от содержания в нем железа пропускает до 85 ... 87 % солнечного излучения, но практически непрозрачно для собственного теплового излучения панели. Переход от одинарного остекления к двойному приводит к уменьшению тепловых потерь через прозрачную изоляцию, но одновременно уменьшается и плотность потока излучения, падающего на поглощающую панель.

Плоские коллекторы используют в коммунально-бытовой сфере для горячего водоснабжения и отопления жилых и общественных зданий, в сельскохозяйственном производстве при переработке и хранении продукции, в промышленности (текстильной, кожевенной, пищевой и др.) - в технологических процессах, требующих невысоких (до 100 °С) температур. За рубежом плоские солнечные коллекторы широко применяют также для подогрева воды в открытых плавательных бассейнах в летнее время. В этом случае необходимо весьма небольшое (всего на несколько градусов) повышение температуры. Поэтому поглощающая панель, как правило, из пластмассы или резины, используется без остекления, теплоизоляции и корпуса.

Рве. 3.1. Плоский солнечный коллектор

Рве. 3.1. Плоский солнечный коллектор

1 — корпус; 2 — прозрачная изоляция; 3 — каналы для теплоносителя; 4 — поглощающая панель; 5 — тепловая изоляция