Технология и монтаж.

Вакуумни тръби

Чрез вакуумните тръби на соларните системи слънчевата енергия се абсорбира и трансформира в топлинна енергия за подгряване на водата. В клaсическият си вариант вакумната тръба се състои от две стъклени тръби изработени под формата на епруветка от здраво боросиликатно стъкло.

Външната тръба е прозрачна и позволява на лъчите да преминават през нея с минимални загуби от рефлекция. Върху вътрешната тръба е нанесено покритие, което абсорбира слънчевата топлина. Двете тръби са обединени в една, като въздуха между тях е изтеглен при висока температура и достига ниво по-малко 5х10-3Pa. Вакуумът е близо до идеалната изолация и това позволява почти пълното предотвратяване загубите на топлина. Това е основното им предимство и позволява ползването им през зимата без опасност от замръзване.

Според външният диаметър се изпълняват в два размера - Ф47 и Ф58 мм. Стандартните дължини в зависимост от конструкцията на слънчевият колектор и климата на района за който са предназначени са 950, 1200, 1500, 1800, 2100 мм. Издържат на градушка до 25 мм.

При поставяне на дневна светлина и запълването им с вода започва подгряването, като водата се разслоява на топла отгоре и студена отдолу. При свързването на тръбата с водосъдаржател и поставянето и под ъгъл от минимум 10 градуса спрямо хоризонта се получава движение на водата на принципа на термосифона. По този начин се осъществява топлообмена в соларните системи с "мокри" вакуумни тръби.

Друг начин за осъществяване на топлоoбмена е, като към вакуумната тръба се добави термотръба (наричана още топлинна тръба - Heat Pipe). Термотръбата е изработена от мед и се състои от изпарител и кондензатор. Топлината се предава от стъклото през алуминиев топлообменик (фин) на термотръбата и от там на работният флуид на системата. Няма пряк контакт между ваккумната тръба и работната течност и затова тези тръби са наречени "сухи". Термотръбата пренася топлината с изключително висока скорост и е причината за бързата реакция и старт на системата.

Термосифонни системи

Слънчевият панел и водосъдаржателят са комбинирани в една система - 2 в 1. Затова също се наричат и моноблок системи. Няма нужда от помпа за осъществяване на топлообмена. Топлообмена се осъществява на принципа на термосифона. С помоща на спомагателен ел. нагревател могат да се ползват целогодишно. Системата е опростена и надеждна. Като конструктивно изпълнение съществуват три вида термосифони с вакуумни тръби.

Отворена система - водосъдържателят и вакуумните тръби са свързани директно, като тръбите са запълнени с вода. Системата не е под налягане и запълването става посредством спомагателен съд, в който поплавък отваря или затваря клапана за пълнене. За успешно функциониране е необxодимо да има достатъчна денивелация от душ-батерията. Това е най-ниският, като цена вариант за топла битова вода и при наличност на подходящо място за монтаж ефектът би бил същият както и при следващите по-скъпи варианти. Основен недостатък е, че не може да се комбинира с наличен ел. бойлер.

Термосифон под налягане или затворена система - директно се свързва към водната мрежа и може да се монтира на всяко удобно място, дори под нивото на душ батерията. Вакуумните тръби са в комбинация с термо-тръба и нямат пряк контакт с водата, а водосъдържателят е съд под налягане. Тези конструктивни особености значително оскъпяват системата.

Основните предимства са, че функционирането е независимо от счупването на една или повече тръби и възможността да се свърже с ел. бойлер.

Термосифон със серпентина - конструктивно е изпълнен като един топлобменник, като към него са добавени вакуумни тръби. Водата за битови нужди директно се свързва към серпентината "вход" / "изход" и преминавайки през нея се подгрява.

Водата във водосъдържателя е с постоянен обем, като се изключи загубата от изпарение, който е незначително. При нужда няколко термосифона могат да се свържат паралелно или последователно за соларна система с по-голям капацитет.

Този вариант е събрал предимствата на предните два и е на значително по-ниска цена от моделът под налягане.

Сплит системи

Соларният панел и водосъдържателят са разделени и могат да се разположат на значително разстояние един от друг. Топлообмена се осъществява чрез помпа управлявана от соларен контролер. Предимство е, че соларната и отоплителната система могат да се интегрират в едно. Според начинът на изпълнение и типът на колекторите и водосъдържателя се разделят на:

Система под налягане - работният флуид циркулира в затворен контур между колектора и водосъдържателя към който е свързан и разширителен съд за компенсация температурното разширение на работния флуид. Обикновено се използва пропилен гликол. Инсталирането на такава система и въвеждането и в експлоатация не е по силите на всеки. Необходими са предварителен оглед, проектиране, монтаж и стартиране.

От финансова гледна точка системи от този вид с капацитет под 300 лтр са неизгодни поради дългият им период на изплащане.

Атмосферни или отворени сплит системи - работната течност е вода и контурът в който циркулира е свързан с атмосферата. Колекторът, като конструкция значително се различава от използваните такива за системи под налягане и е доста по-опростен. Водосъдържателите могат да бъдат, както под налягане, така и атмосферни. Липсата на налягане дава възможност за използване на материали с по-малка механична здравина, което значително намалява цената на елементите на системата.

Конструктивно соларната система може да бъде изпълнена по-два начина - с разширителен съд или като самоизточваща се (drain-back).

Според информация от фирми с опит ефективността на отворената соларна система е с 10-30% по-висока от тази под налягане.

Друго голямо предимство е възможността за използване на латентни материали директно във водосъдържареля.

Инсталация

Ефективността на работа на соларната система зависи от посоката и ъгълът на инсталиране.

За България посоката е Юг. Малко отклонение от точната посока не оказва влияние върху ефективността на работа. Точната ориентация на Юг може да се промени в зависимост от пиковият час на разхода на топла вода. Ако е вечерта например, колекторът може леко да се насочи в посока Запад.

Ъгълът под който се монтира колектора трябва приблизително да съответства на географската ширина на местоположението - 42 градуса за България. Почти всички производители предлагат за Европа 40 или 45 градуса монтажна стойка. Монтажният ъгъл може да се съобрази със сезона на експлоатация на соларната система. За ефективна работа през зимата може да стигне до 55 градуса, а само за лятото до 30-35 градуса.