Публикации

« Назад

Солнечный коллектор - какой выбрать, плоский или вакуумный?

В последние десять лет, с тех пор, как альтернативная энергетика стала более доступной для широкого круга потребителей, и солнечные коллекторы начали активно внедряться в системах отопления и горячего водоснабжения, тема сравнения производительности, а так же прочих характеристик плоских и вакуумных коллекторов была неоднократно поднята на всевозможных онлайн и оффлайн семинарах, выставках, конференциях, вызывала многословные перепалки между апологетами (читай  - производителями и дистрибьюторами) первых и вторых коллекторов  и до сих пор является спорным вопросом при выборе солнечного коллектора конечным потребителем.  Для примера, абсолютно каждый заинтересованный заказчик гелиосистемы уже через 5-10 минут разговора задавал сакраментальный вопрос: «А какие коллекторы лучше, плоские или вакуумные?». Поэтому наш инженер Виталий Герасин наконец-то собрался с силами и в кои-то веки написал небольшую заметку, которая должна помочь заинтересованному потребителю сделать выбор в сторону тех или иных солнечных систем, в зависимости от преследуемых целей. 

Перед тем, как вы ознакомитесь со статьей, напомним, что мы не являемся производителями солнечных коллекторов, либо же генеральными дистрибьюторами определенных торговых марок в Украине. Мы совершенно никак не заинтересованы в продвижении какой-либо отдельной технологии, мы одинаково успешно монтируем гелиосистемы как с плоскими, так и с вакуумными коллекторами.

Что лучше – плоские солнечные коллекторы или вакуумные коллекторы?

 

Сравнение производительности плоских и вакуумных коллекторов в разное время года

Для начала представим графики реальной выработки двух коллекторов среднебюджетной категории одинаковой апертуры (апертура – эффективная поглощающая площадь солнечного коллектора) 2 кв.м, которые, в основном, занимают большую часть на рынке подобных систем. Например, вакуумный солнечный коллектор Atmosfera СВК-Nano 20 трубок и солнечный плоский коллектор Hewalex KS2100 T

Увы, авторство графиков неизвестно, но по нашему опыту они максимально точно описывают работу  солнечных коллекторов вакуумного и плоского типа, которые работают не в лабораторных условиях, а в реальных: находятся под воздействием всех атмосферных явлений (ветра, температур, осадков), в условиях одинаковой солнечной инсоляции, там, где они стоят рядом друг с другом. Данные сняты автоматической системой фиксации показаний, с дискретностью в 1 час:

Мощность коллекторов в январе

Мощность коллекторов в апреле

Мощность коллекторов в июле

Мощность коллекторов в октябре

Как видно из графиков, вакуумный коллектор дает лучшие показания по выработке тепла практически во все сезоны года. И, в целом, наша практика показывает, что при правильной установке вакуумного коллектора, его общая годовая выработка превышает выработку плоского не менее чем на 20 %.  Под правильной установкой подразумевается следование некоторым простым правилам:

  • вакуумный коллектор не должен засыпаться снегом ввиду малого угла наклона,
  • коллектор не должен находится в положении,  когда он лежит прямо на крыше, и слой снега просто покрывает его «с головой» а почистить нет возможности.

Почему вакуумный коллектор лучше плоского?

Теория этого процесса, подтвержденная практикой, проста: вакуумный коллектор имеет вакуум между абсорбером и стеклом, которое непосредственно контактирует с атмосферой. Плоский коллектор этого вакуума не имеет.  Соответственно, влияние внешней среды на вакуумный коллектор существенно меньше  чем на плоский. Особенное значение в этом процессе имеют температурная и ветровая нагрузка. Несложно убедиться в том, что внешнее стекло вакуумного коллектора всегда имеет температуру, незначительно отличающуюся от температуры внешней среды. Температура же стекла плоского коллектора всегда значительно выше. Это можно проверить даже путем прикосновения к испытуемым образцам. Из этого факта следует, что плоский коллектор теряет часть тепла путем прямого  теплопереноса  от абсорбера к стеклу, и дальше, назад в атмосферу. Причем эти потери тем выше, чем больше дельта температур между внутренней частью плоского коллектора и температурой воздуха снаружи.  Ветер добавляет свой вклад в съем тепла с плоского коллектора. Опять же, чем сильнее ветер, чем прямее угол атаки ветрового потока на плоскость коллектора, чем этот ветер холоднее и тем больше будет терять плоский коллектор тепла.  В случае с вакуумным коллектором все эти факторы действуют только на манифольд (манифольд – утепленный теплосборник коллектора), площадь которого сравнительно невелика, по сравнению с общей площадью плоского коллектора.

Кстати о тепловых потерях коллектора напрямую указывает факт, который их производители и маркетологи выдают за «плюс». Якобы с поверхности плоского коллектора снег сходит сам собой, а вакуумный нужно чистить от снега самостоятельно, либо «ждать весны».  Хотя естественный и логический вывод из этих заявлений только один – плоский коллектор теряет тепло через стекло, именно поэтому снег тает на его поверхности.  

 

Как выбрать солнечный коллектор?

После ознакомления с вышеприведенной информации, появляется вопрос, - а зачем, собственно, тогда использовать плоский коллектор? Но у плоского коллектора есть неоспоримое преимущество – он всегда дешевле вакуумного коллектора одинаковой апертуры и приблизительно одинакового качества. При прочих равных характеристиках, стоимость бюджетного вакуумного коллектора азиатского производства будет примерно в полтора раза выше стоимости плоского европейского производства, причем разница стремится к увеличению. Здравый смысл подсказывает, что при выборе типа солнечного коллектора стоит руководствоваться целесообразностью и экономическим эффектом от его применения.

Когда стоит выбирать плоский коллектор?

Смело приобретайте плоские коллекторы проверенного производителя:

  1. Если вы используете солнечный коллектор только в сезон – идеальный выбор для гостиницы на берегу  моря, летней базы отдыха, дачи;
  2. Если на вашем участке нет солнца зимой, ввиду того, что он стоит под горой, лесом и т.д. - в этом случае нет смысла переплачивать за более дорогой зимний вариант коллектора, так как солнца на нем все равно не будет, или он просто не используется в это время года;

Когда нужен вакуумный коллектор?

Ваша гелиосистема должна быть основана на вакуумных коллекторах:

  1. Если вы хотите получать тепло от солнечного коллектора круглый год;
  2. Если на вашем доме, участке, объекте  количество часов солнечного сияния максимально в течении всего года, а не перекрывается стоящими напротив препятствиями на всю зиму;
  3. Если вы имеете возможность установить солнечный коллектор под углом не менее 40 градусов (чтобы снег не задерживался)

Годовая выработка такой гелиосистемы достаточно быстро перекроет разницу в цене между вакуумным и плоским.

Надеемся, что данная статья поможет Вам определиться с выбором  солнечного коллектора. Возможно, специалист заметит, что в ней не учтены точные технические характеристики плоских и вакуумных коллекторов разных производителей. Скажет о том, что производительность плоского коллектора с медным абсорбером будет выше, чем  у такого же коллектора с алюминиевым абсорбером; что у вакуумного коллектора диаметр конденсатора вакуумной трубки может быть 14 мм, 24 мм или даже больше, что опять-таки скажется на теплопотерях вакуумного коллектора и его производительности. Что инсоляция, средние зимние температуры и количество осадков в разных регионах отличаются, и это отразится на производительности плоского и вакуумных коллекторов. Действительно, это так. В южных безветренных регионах Украины установка плоского коллектора будет более оправдана, чем в Карпатах. Но даже при самых оптимальных для плоского коллектора условиях эксплуатации его годовая выработка будет не менее, чем на 20% ниже, чем у вакуумного, в тех же условиях.

Повышайте свою техническую грамотность в вопросах альтернативной энергетики и делайте правильный выбор!

Всегда с Вами,
Команда ИМЦ Теплоцель.
Статья подготовлена специально для теплоцель.укр инженером-теплотехником Герасиным Виталием.

15.05.2016 18:06


{literal}