Самый простой тип солнечного водного коллекционера - коллекционер "партии", так называемый, потому что коллекционер - резервуар для хранения - вода нагрета и сохранила партию за один раз. Коллекционеры партии используются в качестве предварительных нагревателей для обычных или мгновенных водонагревателей. Когда горячая вода используется в домашнем хозяйстве, солнечно предварительно подогревавшая вода вовлечена в обычного водного коллекционера. Так как вода была уже нагрета солнцем, это уменьшает потребление энергии. Партия солнечный водный коллекционер является дешевой альтернативой активной солнечной системе горячей воды, не предлагая движущихся частей, низких эксплуатационных расходов, и нулевой эксплуатационной стоимости. Акроним для солнечного водного коллекционера типа партии - ICS, означая Интегрированного коллекционера и Хранение. Коллекционеры партии, также известные как "хлебница", используют одну или более черных маек, заполненных водой и помещенный в изолированную, застекленную коробку. Некоторые коробки включают отражатели, чтобы увеличить солнечное излучение. Солнечная энергия проходит через застекление и нагревает воду в резервуарах. Эти устройства - недорогие солнечные водные коллекционеры, но должны быть истощены или защищены от замораживания, когда температуры понижаются ниже замораживания.
Коллекционеры плоской пластины - наиболее распространенные коллекционеры для жилых водных установок нагревания и обогрева. Типичный коллекционер плоской пластины - изолированная металлическая коробка со стеклянным или пластмассовым покрытием, названным застеклением и темной пластиной поглотителя. Застекление может быть прозрачным или прозрачным. Прозрачный (пропущение света только) низко-железный стакан - общий материал застекления для коллекционеров плоской пластины, потому что низко-железный стакан передает высокий процент полной доступной солнечной энергии. Застекление позволяет свету ударять пластину поглотителя, но уменьшает количество тепла, которое может убежать. Стороны и основание коллекционера обычно изолируются, далее минимизирующая потеря высокой температуры.
Пластина поглотителя является обычно черной, потому что темные цвета поглощают больше солнечной энергии чем легкие цвета. Солнечный свет проходит через застекление и ударяет пластину поглотителя, которая нагревается, изменяя солнечное излучение в тепловую энергию. Высокая температура передана воздуху или жидкости, проходящей через трубы потока. Поскольку большинство черных красок все еще отражает приблизительно 10 % радиации инцидента, некоторые пластины поглотителя покрыты ”отборными покрытиями,”, которые сохраняют поглощенный солнечный свет лучше и более длительны чем обычная черная краска. Отборное покрытие, используемое в коллекционере, состоит из очень точного тонкого слоя аморфного полупроводника, покрытого металлом на металлическом нижнем слое. У отборных покрытий есть и высокая поглотительная способность в видимом регионе и низкая излучаемость в длинной волне инфракрасная область.
Пластины поглотителя часто делаются из металла обычно медью или алюминием, потому что они - оба хорошие проводники высокой температуры. Медь является более дорогой, но является лучшим проводником и является менее склонной к коррозии чем алюминий. У пластины поглотителя должна быть высокая теплопроводность, чтобы передать собранную энергию воде с минимальной температурной потерей. Коллекционеры плоской пластины попадают в две основных категории: жидкость и воздух. И оба типа могут быть или застеклены или неглазурованные.
В жидком коллекционере солнечная энергия нагревает жидкость, поскольку она течет через трубы в пластине поглотителя. Для этого типа коллекционера трубы потока присоединены к пластине поглотителя, таким образом, тепло, поглощенное пластиной поглотителя, с готовностью проводится к жидкости.
Трубы потока могут быть разбиты параллельно, используя входное отверстие и заголовки выхода, или в змеином образце. Змеиный образец устраняет возможность утечек заголовка и гарантирует однородный поток. Змеиный образец может изложить некоторые проблемы системам, которые должны истощить для защиты замораживания, потому что кривые проходы потока не будут истощать полностью.
Самые простые жидкие системы используют пригодную для питья домашнюю воду, которая нагрета, поскольку она проходит непосредственно через коллекционера и затем течет в дом, который будет использоваться для купания, прачечной, и т.д. Этот дизайн известен как "разомкнутый контур" (или "прямой") система. В областях, где замораживающиеся температуры распространены, однако, жидкие коллекционеры должны или истощить воду, когда температурные снижения или используют тип антифриза жидкости теплопередачи.
В системах с жидкостями теплопередачи жидкость передачи поглощает тепло от коллекционера и затем проходит через теплообменник. Теплообменник, который вообще находится в резервуаре для хранения воды в доме, передает высокую температуру воде. Такие проекты называют "с обратной связью" (или "косвенные") системы.
Застекленные жидкие коллекционеры используются для нагревания домашней воды и иногда для обогрева. Неглазурованные жидкие коллекционеры обычно используются, чтобы нагреть воду для бассейнов. Поскольку эти коллекционеры не должны противостоять высоким температурам, они могут использовать менее дорогие материалы, такие как пластмасса или резина. Они также не требуют проверки замораживания, потому что бассейны вообще используются только в теплой погоде.
Воздушные коллекционеры имеют преимущество устранения замораживания и кипения проблем, связанных с жидкими системами. Хотя утечки более трудно обнаружить и включить пневматическую систему, они также менее неприятны чем утечки в жидкой системе. Пневматические системы могут часто использовать менее дорогие материалы, такие как пластмассовое застекление, потому что их рабочие температуры обычно ниже чем таковые из жидких коллекционеров.
Воздушные коллекционеры просты, коллекционеры плоской пластины использовали прежде всего для обогрева и сохнущих зерновых культур. Пластины поглотителя в воздушных коллекционерах могут быть металлическими листами, слоями экрана, или неметаллическими материалами. Воздушные потоки через поглотитель естественной конвекцией или когда вызвано поклонником. Поскольку воздушная высокая температура поведений намного с меньшей готовностью чем жидкость делает, меньше высокой температуры передано между воздухом и поглотителем чем в жидком коллекционере. В некоторых солнечных воздушных системах нагрева поклонники на поглотителе используются, чтобы увеличить воздушную бурю и улучшить теплопередачу. Неудобство этой стратегии - то, что она может также увеличить количество власти, необходимой для поклонников и, таким образом, увеличить затраты действия системой. В более холодных климатах воздух разбит между пластиной поглотителя и задней изоляцией, чтобы уменьшить потерю высокой температуры посредством застекления. Однако, если воздух не будет нагрет больше чем 17°C выше наружной температуры, воздух может течь с обеих сторон пластины поглотителя, не жертвуя эффективностью.
Лучшие особенности воздушных систем коллекционера - простота и надежность. Коллекционеры - относительно простые устройства. У хорошо сделанного трубача, как могут ожидать, будет продолжительность жизни 10 - 20 лет если должным образом поддержано, и средства управления чрезвычайно надежны. Так как воздух не будет замораживаться, никакой теплообменник не требуется.
Однако, использование солнечных воздушных согревающих коллекционеров все еще ограничено, чтобы поставлять горячий воздух для обогрева и для того, чтобы высохнуть сельскохозяйственных продуктов, главным образом, в развивающихся странах. Главные ограничения для широкого принятия солнечных воздушных нагревателей - высокая стоимость для коммерчески произведенных солнечных воздушных нагревателей, большая область коллекционера потребовала из-за низкой плотности и низкой определенной теплоемкости воздуха по сравнению с жидкими жидкостями теплопередачи, расширенная требуемая система вентиляционного канала, мощное требование для того, чтобы вызвать воздух через коллекционера, и трудность хранения высокой температуры. В странах со сравнительно низкой инсоляцией и длительными периодами неблагоприятной погоды, требуется дополнительная высокая температура, который увеличивает инвестиционные затраты со стороны уровня, который ограничивает его конкурентоспособность обычными системами нагрева. Многообещающими способами уменьшить стоимость коллекционера является интеграция коллекционера в стены или крыши зданий и развития коллекционеров, которые могут быть построены, используя готовые компоненты.
КАК ЭТО РАБОТАЕТ?
Солнечные воздушные нагреватели могут быть классифицированы основанные на способе воздушного обращения. В голом коллекционере пластины, который является самым простым солнечным воздушным нагревателем, воздух проходит через коллекционера под поглотителем. Этот вид солнечного воздушного нагревателя является только подходящим для повышения температуры между 3 - 5 градусов. Цельсия из-за высокой конвекции и радиационных потерь в поверхности. Главные потери могут быть уменьшены значительно, покрывая поглотитель с прозрачным материалом низкой транзитивности для инфракрасной радиации. Воздушный поток происходит в этом виде солнечного воздушного нагревателя или под поглотителем или между поглотителем и прозрачным покрытием. Из-за прозрачного покрытия, радиация инцидента на поглотителе уменьшена немного, но из-за сокращения конвективных потерь высокой температуры, повышение температуры между 20 и 50 градусами Цельсия может быть достигнуто в зависимости от уровня воздушного потока и инсоляции. Дальнейшее сокращение потерь высокой температуры может быть достигнуто, если воздух сделан пройти выше и под поглотителем, так как это удваивает область теплопередачи. Потери высокой температуры из-за радиации будут уменьшены этим процессом, должным понизить температуру поглотителя. Однако, есть одновременное сокращение поглотительной способности поглотителя, должного вычистить депозит, если воздушный поток выше или с обеих сторон поглотителя.