Солнечный тепловой коллектор – это адаптированный климатический прибор, способный преобразовывать возобновляемый природный ресурс (в виде солнечного излучения) в тепловую энергию для полноценного функционирования объектов промышленного и бытового сектора. Причем следует отметить, что на базе представленного преобразования, могут успешно работать нагревательные элементы различного конструктивного исполнения.
Так, наиболее простым и вместе с тем наименее затратным методом получения тепловой энергии, является применение солнечных коллекторов на основе резины или пластика, которые не оборудованы защитным покрытием. Такие устройства часто внедряются для теплообеспечения сезонных потребителей, не нуждающихся в высокотемпературных энергоресурсах (полив растений, обогрев бассейнов и т.п.). Вдобавок отличительными особенностями таких приборов является простота установки и обслуживания.
Для разогрева исходного теплоносителя до +60…+70 °С принято использовать плоские солнечные коллекторы, которые представляют собой модульную систему с вмонтированными теплообменниками. И могут с легкостью интегрироваться в любую инженерную коммуникацию. Благодаря невысоким эксплуатационным и стартовым затратам, указанные нагреватели нашли широчайшее распространение как в промышленном, так и в бытовом секторе.
Высочайшими эксплуатационными характеристиками отличаются вакуумные солнечные коллекторы, оснащенные специфическими нагревательными модулями, в виде которых используются вакуумные трубки, изготовленные по принципу термоса (когда из межстеночного зазора удален воздушный состав). Причем поглотители тепловой энергии располагают во внутренней полости элемента и впоследствии соединяют в единую климатическую сеть. Указанная компоновка позволяет применять вакуумные коллекторы даже в регионах с умеренным климатом, извлекая тепло при минусовых температурах окружающей среды.
Оправданным мероприятием является и применение солнечных тепловых коллекторов воздушного типа, которые состоят из изолированных кассет, по которым циркулирует воздушный состав. То есть по мере прохождения полостей коллектора, осуществляется разогрев воздуха с последующей его подачей к отапливаемому объекту. Отсутствие промежуточного звена, невысокая стоимость и малая масса установки позволяют использовать гелиосистемы данного типа для обогрева мансардных помещений, зимних садов, теплиц и парников.
Выбор наиболее приемлемого типа солнечного коллектора следует производить на основании данных о его энергоэффективности и с учетом индивидуальных особенностей сооружения (тип кровли, географическое расположение, потребности в тепловой энергии). Вдобавок при проектировании климатического узла следует руководствоваться дополнительными характеристиками:
- Общая площадь поглощения прибора;
- Максимальная производительность солнечного коллектора;
- Уровень перепада температур на входных и выходных участках прибора;
- Требуемый объем бака-аккумулятора.
Вдобавок, помимо самого нагревательного элемента, альтернативная система отопления должна оснащаться вспомогательным оборудованием. В качестве чего могут применяться циркуляционные насосы (как в тепловом, так и во внутреннем звене), накопительные емкости, ТЭНы, клапаны давления и безопасности, температурные датчики и запорно-регулирующие органы. Причем, практически в 100% случаев климатическая установка должна снабжаться специализированной системой управления, которая предназначается для поддержания заданных температурных режимов и защиты составных элементов от повреждений.