Коллекторы

Существует много разновидностей коллекторов, предназначенные для применения в различных областях.
Коллекторы без стеклянного покрытия, поглотитель солнечного излучения
Самый простой коллектор состоит лишь из поглотителя черного цвета. Светопроницаемое покрытие, теплоизоляция и корпус коллектора отсутствуют. Поглотители такого вида используются преимущественно для подогрева воды в бассейнах в летний период, т.к. разница температур между абсорбером и внешней средой несущественна. Наиболее часто их изготавливают из синтетических материалов что делает их производство более выгодным по сравнению с металлическими поглотителям. За счет их стойкости к такому химикату как хлор, вода из бассейна может непосредственно использоваться в качестве теплоносителя. За исключением некоторых моделей пластмассовые поглотители существуют в виде трубчатого либо плоского абсорбера.

Мощность и КПД коллектора

Накопительный коллектор
Накопительный коллектор - это относительно новая разработка. Коллектор был так назван благодаря встроенному накопителю тепла - резервуару из нержавеющей стали. В зимние месяцы, когда солнцем поставляется недостаточное количество солнечной энергии, происходят большие потери тепла, поэтому найти технически подходящее решение было непросто. Проблему потери тепла удалось, наконец-то, устранить за счет так называемой прозрачной теплоизоляции, помещенной под стеклянное покрытие коллектора. Задняя стенка коллектора также имеет хорошую теплоизоляцию. Рефлекторы отражают падающий на накопитель тепла свет.

Из-за отсутствия внешнего накопителя тепла конструкция системы с накопительным коллектором дешевая и простая. Вес коллектора площадью 2кв.м с накопителем объемом в 160 л не позволяет установить его на крыше, и потери тепла в нем при плохой погоде выше, чем в накопителе с хорошей теплоизоляцией, расположенном в подвале.

Плоские коллекторы
На сегодняшний день плоский коллектор является самым распространенным. Он состоит преимущественно из поглотителя, прозрачного покрытия и корпуса коллектора. Поглотитель, расположенный внутри коллектора, преобразовывает солнечное излучение в тепло и отдает его теплоносителю. Задняя стенка коллектора имеет хорошую теплоизоляцию, передняя стороны - стеклянное покрытие. Стекло уменьшает потери излучения и препятствует утечки тепла в окружающую среду, как при парниковом эффекте.

Корпус коллектора может быть изготовлен из пластмассы, жести либо дерева. Теплоизоляцию задней стенки коллектора должен обеспечивать температуростойкий материал с хорошей теплоизоляцией. Так как температура в коллекторе может достичь 200 °С (если тепло в хозяйстве не используется), все компоненты системы также должны быть температуростойкими.

С одной стороны, стеклянное покрытие передней стенки коллектора должно как можно лучше пропускать солнечные лучи, с другой стороны, удерживать тепло поглотителя как в парнике. Материал, из которого изготовлено покрытие коллектора, должен обладать следующими свойствами:

• Высокая светопроницаемость на протяжении всей эксплуатации коллектора
• Низкая степень отражения солнечных лучей
• Защита от охлаждения ветром либо через конвекцию
• Защита от влажности
• Стабильность при механическом воздействии

В качестве покрытия передней стенки коллектора в большинстве случаев используется термически обработанное стекло с низким содержанием железа.
Для изготовления поглотителя тепла используется исключительно медь, сталь либо алюминий, причем существуют различные модели поглотителей.

Попадая на поглотитель тепла, солнечное излучение поглощается и лишь частично отражается. Таким образом, возникает тепло, которое передается во встроенные в металлическую пластину трубы, по которым течет теплоноситель. Теплоноситель поглощает тепло и передает его в накопительный резервуар. Основной акцент делается на том, чтобы поглотитель имел высокую способность поглощать свет и низкую способность излучать тепло в окружающую среду. Это достигается с помощью селективного покрытия, способствующего преобразованию коротковолнового солнечного излучения в тепло и снижающего длинноволновое излучение тепла. Раньше селективное покрытие состояло из черного хрома либо черного никеля.

У поглотителя с обыкновенным черным покрытием коэффициент излучения не зависимо от длины волн остается неизменным приблизительно 0, 95. Следовательно, инфракрасное излучение беспрепятственно излучается, и задерживается только стеклянным покрытием на передней стенке коллектора (парниковый эффект). Т.е. стекло поглощает инфракрасное излучение, в результате этого оно нагревается. Стекло излучает тепло, которое и представляет собой тепловые потери коллектора. Поглотитель с селективным покрытием, в противоположность этому, имеет совершенно другой характер излучения. Красная линия показывает инфракрасное излучение поглотителя с селективным покрытием, что составляет около 10 % инфракрасного излучения, выпущенного поглотителем с обыкновенным покрытием (прерывистая красная линия). Это приводит к меньшим потерям теплового излучения и меньшему нагреву стекла, а, соответственно, и к значительно меньшим потерям тепла.