Сонячний водонагріваючий колектор (СВК) призначений для отримання гарячої води заданої температури шляхом перетворення потоку сонячного випромінювання в теплову енергію. Залежно від інженерного виконання СВК може забезпечувати наступні потреби:
- Гаряче водопостачання
- Опалювання
- Облаштування теплої підлоги
- Нагрів басейнів
Енергозбережні будівельні технології, а також економічні системи опалювання можуть значно понизити енергоспоживання, таким чином сприяючи економії природних ресурсів і захисту атмосфери Землі. Значний потенціал економії поміщений в систему приготування гарячої води. Так, сонячні колектори у поєднанні з накопичувальним водонагрівачем в наших широтах саме в літні місяці є найцікавішою альтернативою використанню опалювального котла. Навіть у перехідний період завдяки підтримці системи опалювання приміщень за рахунок гелиосистемы, часто можна відключати опалювальний котел.
Потужність інсоляції
Інсоляція є потоком енергії, що рівномірно випромінюється Сонцем на всіх напрямках. На зовнішню поверхню атмосфери Землі постійно впливає частина цього потоку променистої енергії потужністю 1,36 кВт/м². Цю величину називають сонячною постійною. При проходженні через атмосферу Землі частина випромінювання, яка безперешкодно проходить крізь атмосферу, потрапляє безпосередньо на поверхню Земли- це так зване пряме випромінювання. Частина сонячного випромінювання, яка відбивається або поглинається частинками пилу і молекулами газу, потрапляє на поверхню Землі не напрямлено; це так зване розсіяне випромінювання. Суму прямого і розсіяного сонячного випромінювання називають сумарним випромінюванням. У оптимальних умовах(безхмарне, чисте небо, середина дня) воно досягає макс. 1000 Вт/м2. За допомогою сонячних колекторів можна, залежно від їх типу і габаритів установки, використати близько 75 % сумарного сонячного випромінювання.
Алгоритм роботи СВУ
1. Збір сонячного тепла за допомогою вакуумних трубок, зібраних у вакуумний колектор.
2. Передача сонячного тепла в основу колектора за допомогою вбудованих у вакуумні трубки облаштувань HeatPipe.
3. Відбір зібраного тепла з сонячного колектора за допомогою прокачуваної в контурі незамерзаючої рідини-теплоносія.
4. Передача тепла у бак-накопичувач за допомогою вбудованого у бак нижнього теплообмінника. Нагріта у баку вода за законом природної конвекції піднімається у верхню частину бака-накопичувача.
5. Відбір нагрітої води з бака-накопичувача через вихідний отвір, що знаходиться у верхній частині бака для потреб гарячого водопостачання(душ, санвузол, кухня).
6. Відбір тепла з бака-накопичувача за допомогою верхнього теплообмінника. Верхній теплообмінник підключений на обратку контура основної системи опалювання. Через верхній теплообмінник прокачується теплоносій, передавальний тепло опалювання.
Відмітні особливості геліосистеми
• Можливість покриття до 100% потреб в гарячому водопостачанні
• Можливість використання системи як додаткового джерела енергії для класичних систем опалювання. Можливість покрити від 50% до 90% потреби в тепловій енергії для опалювання
• Можливість використання надмірного тепла в літній час для обігріву басейнів
• Використовувані в установках вакуумні колектори найбільш ефективні для помірного і холодного клімату, витримують температури до - 50°З і зберігають працездатність при низькій інтенсивності потоку сонячного випромінювання
• Мають велику кількість схем підключення
• Легко вбудовуються в існуючі системи гарячого водопостачання і опалювання
• Розташування бака-накопичувача не вимагає особливого місця розміщення. Бак накопичувач може встановлюватися на значній віддаленості від сонячних колекторів. За рахунок вільного розташування компонентів, ці системи легше модифікуються, чим пасивні і сифонові системи
• Велика продуктивність за рахунок активної циркуляції теплоносія і інтелектуального контролера керівника роботою системи
• Контроллер забезпечує оптимальні параметри циркуляції теплоносія в системі і дозволяє підтримувати задану температуру. За відсутності достатньої сонячної активності контроллер може включити додатковий електронагрівач, встановлений у баку-акумуляторі.