Порівняння Demrad Lykia 2.25 vs Vaillant auroTHERM pro VFK 125/3

Основне застосування, на яке розрахований сонячний колектор. Відхилятися від цих рекомендацій вкрай небажано: від призначення залежать специфічні особливості конструкції і функціонування, і в «нерідною» режимі пристрій в кращому випадку виявиться неефективним, а в гіршому — може вийти з ладу і навіть призвести до аварій.

— ГВП. Застосування в системах гарячого водопостачання — класичний варіант, під який робиться абсолютна більшість сучасних сонячних колекторів. Конкретний спосіб вбудовування в систему ГВП може бути різним: зокрема, відкриті моделі використовують прямий нагрів води, закриті — непрямий (докладніше див. «Вид»). Однак хай там що, сонячний нагрів може виявитися дуже зручним для забезпечення гарячої води. Він може грати як допоміжну роль (для економії енергії при основному нагріванні або як запасний варіант на випадок відключення гарячої води), так і основну (наприклад, на заміській дачі або іншому аналогічному місці, де гарячої води немає першопочатково).

— Опалення та ГВП. Пристрої, розраховані на застосування і для гарячого водопостачання, для опалення. Про ГВП докладніше див. відповідний пункт; однак не все, описане там, справедливо для даної категорії. Для того, щоб колектор можна було ефективно вбудувати в систему опалення, він повинен відповідати певним додатковим вимогам. Насамперед, таке застосування допускається тільки для закритих пристроїв (див. «Вид») — опалю...вальний контур працює під досить високим тиском і примусовою циркуляцією, відкрита схема роботи тут непридатна. По-друге, «опалювальний» колектор повинен допускати використання цілий рік (див. «Додатково») — адже найбільш гостро питання опалення стоїть саме в холодний сезон, а працювати при низькій зовнішній температурі можуть далеко не всі моделі.

— Підігрів басейну. У цю категорію включені сонячні колектори високої продуктивності, що допускають застосування для обігріву води в басейні, а також для інших цілей, що вимагають постійного надходження великої кількості гарячої води — наприклад, роботи систем «тепла підлога» або набору ванни. Зрозуміло, вони можуть застосовуватися і в більш традиційному форматі — наприклад, для систем ГВП; проте основною спеціалізацією залишаються все ж описані завдання, пов'язані з великим споживанням нагрітої води.

Матеріал, з якого виконаний абсорбер — шар, що поглинає сонячну енергію. Це основна робоча частина колектора, від її конструкції багато в чому залежать загальні робочі властивості пристрою.

У більшості сучасних моделей, незалежно від типу, абсорбер виконується з міді зі спеціальним покриттям. Цей метал відрізняється високою теплопровідністю, завдяки чому він ефективно передає тепло на теплоносій. А покриття застосовується для того, щоб поліпшити поглинання сонячного світла, знизити його відображення і, відповідно, досягти хороших показників ККД.

Ще один варіант, що зустрічається в сонячних колекторах — алюміній. Він обходиться трохи дешевше міді, важить менше, проте поступається їй за теплопровідності і робочим характеристикам.

Загальна площа поглинаючої поверхні колектора. Для комплектів з декількома колекторами (див. «Кількість колекторів») указується площа для одного пристрою.

Зазначимо, що сенс цього показника залежить від типу колектора (див. відповідний пункт). У плоских пристроях мова йде саме про робочої площі — в розмірі поверхні, яка піддається сонячному світлу. В трубчастих моделях (вакуумних, термосифонних), де роль абсорбера грають трубки, враховується загальна площа поверхні трубок — у тому числі та, яка під час роботи знаходиться «в тіні» і не нагрівається сонцем. Для того, щоб задіяти і цю поверхню роботу, можуть застосовуватися спеціальні рефлектори, однак вони є далеко не у всіх трубчастих колекторів.

Все вищевикладене означає, що порівнювати між собою по площі абсорбера можна тільки колектори одного типу і схожої конструкції. Якщо ж говорити про такому порівнянні, то велика площа, з одного боку, забезпечує велику ефективність і швидкість нагріву, а з іншого — відповідним чином позначається на габаритах пристрою і розмірі простору, необхідному для його установки. Тут, знову ж таки, є своя специфіка, залежно від типу. Так, загальна площа плоского колектора приблизно відповідає площі робочої поверхні; вона трохи більше, але ця різниця невелика. А ось в трубчастих моделях зустрічається парадокс, коли загальна площа виходить менше площі абсорбера. Втім, в цьому немає нічого сверхьестественного, якщо врахувати особливості конструкції і виміру тієї та іншої площі.

Апертурна площа колектора; в комплектах з декількох пристроїв (див. «Кількість колекторів») вказується для одного колектора.

Апертурна площа — це, фактично, робоча площа пристрою: розмір простору, безпосередньо освітлюється сонцем. У плоских моделях (див. «Тип») цей розмір відповідає розміру скляного «вікна» на передній стороні колектора; при цьому апертурна площа зазвичай або дорівнює площі абсорбера (див. відповідний пункт), або трохи менше (через те, що краю «вікна» можуть прикривати краю поглинаючої поверхні. А ось в трубчастих колекторів (вакуумні, термосифонних) апертурна площа може вимірюватися по-різному, залежно від наявності рефлектора. Якщо він є, робоча площа дорівнює площі абсорбера, так як трубки опромінюються з усіх боків. Якщо ж рефлектор не передбачений, то апертурна площа береться як сума площ проєкцій всіх трубок; довжина проєкції при цьому відповідає довжині трубки, ширина — внутрішньому діаметру скляної колби або зовнішньому діаметру внутрішньої трубки, залежно від конструкції.

Апертурна площа — один з найбільш важливих параметрів для сучасних сонячних колекторів, саме до нього прив'язуються багато робочі характеристики. При цьому, перераховуючи ці характеристики на 1 м2 апертурної площі, можна порівнювати між собою різні моделі (в тому числі і що належать до різних типів).

Загальна площа колектора. Якщо колекторів в комплекті кілька, даний показник наводиться для одного пристрою.

Загальна площа визначає насамперед габарити колектора і кількість місця, яке потрібно для його установки (при цьому варто врахувати, що при однаковій площі конкретні розміри різних моделей можуть бути різними). При цьому, якщо мова йде про горизонтальному розміщенні (див. «Монтаж»), то загальна площа колектора буде відповідати площі простору, яке він займе після установки. А ось при похилому монтажі основу всієї конструкції займає дещо меншу площу — це обумовлено специфікою установки.

Окремо варто торкнутися зв'язку між загальною і робочої (апертурна) площі. Нагадаємо, практичні характеристики сонячного колектора визначаються насамперед його апертурної площею, докладніше про неї див. відповідний пункт. При цьому в плоских моделях (див. «Тип») робоча площа неминуче буде менше загальної, а ось в трубчастих буває і навпаки — в деяких випадках площа робочої поверхні всіх трубок може перевищувати площу самого пристрою. Нічого дивного в цьому немає, таке явище пов'язано з геометричними особливостями конструкції.

Коефіцієнт корисної дії сонячного колектора.

Першопочатково термін «ККД» позначає характеристику, що описує загальну ефективність роботи пристрою — простіше кажучи, цей коефіцієнт вказує, яка частина від надходить на пристрій енергії (в даному разі — сонячної) йде на корисну роботу (в даному випадку — нагрівання теплоносія). Однак варто зазначити, що у випадку сонячних колекторів фактичний ККД залежить не тільки від властивостей самого пристрою, але і від оточуючих умов і деяких особливостей роботи. Тому в характеристиках зазвичай вказують максимальне значення цього параметра — т. зв. оптичний коефіцієнт корисної дії, або «ККД при нульових теплових втратах». Він позначається символом η₀ і залежить виключно від властивостей самого приладу — а саме коефіцієнта поглинання абсорбера α, коефіцієнта прозорості скла t і ефективність передачі тепла від абсорбера до теплоносія Fr. Зі свого боку, реальний ККД (η) обчислюється для кожної конкретної ситуації за спеціальною формулою, яка враховує різницю температур всередині і зовні колектора, щільність надходить на пристрій сонячного випромінювання, а також спеціальні коефіцієнти тепловтрат k1 і k2. Цей показник в будь-якому разі буде нижче максимального — як мінімум тому, що температури всередині і зовні пристрої неминуче будуть різними (а чим вище ця різниця — тим вище тепловтрати).

Тим не менш, оцінювати характеристики сонячного колектора і порівнювати його з іншими моделями найзручніше саме по максимальному ККД: у...тих же практичних умовах (і при однакових значеннях коефіцієнтів k1 і k2) пристрій з більш високим ККД буде більш ефективним, ніж пристрій з більш низьким.

Загалом більш високі значення ККД дають змогу добитися відповідної ефективності, притому що площа колектора може бути порівняно невеликою (що, відповідно, позитивно позначається також на габаритах і ціною). Особливо цей параметр важливий у тому випадку, якщо пристрій планується використати в холодну пору року, в місцевості з «похмурим» кліматом і порівняно невеликою кількістю сонячного світла, або якщо місця під колектор трохи і використовувати пристрій великої площі не можна. З іншого боку, для підвищення ККД потрібні специфічні конструктивні рішення — а вони як раз ускладнюють і здорожують конструкцію. Тому при виборі за цим показником варто враховувати особливості застосування колектора. Наприклад, якщо пристрій купується для дачі в південному регіоні, де планується бувати тільки влітку, води потрібно відносно небагато і з сонячною погодою проблем немає — на ККД можна не звертати особливої уваги.

Коефіцієнт поглинання абсорбера, що використовується в конструкції колектора.

Від цього параметра залежить загальна ефективність роботи поглинаючого покриття і, як наслідок, ККД пристрою загалом. Коефіцієнт поглинання описує, яка частина сонячної енергії, що досягає абсорбера, поглинається ним і передається на теплоносій (звичайно з деякими втратами, проте в даному випадку ними можна знехтувати). В ідеалі цей показник повинен досягати 100 %, однак досягти цього, якщо і можливо, то надзвичайно складно і невиправдано дорого. Тому коефіцієнт поглинання зазвичай трохи нижче — близько 95 %; цього більш ніж достатньо для ефективної роботи колектора. Інша частина енергії відбивається у вигляді випромінювання; докладніше про це див. «Коеф. випромінювання абсорбера ε». Тут же відзначимо, що в конструкції трубчастих колекторів нерідко застосовуються колби зі спеціальним внутрішнім покриттям, яке повертає відбиті промені на абсорбер і підвищує фактичний коефіцієнт поглинання.

Коефіцієнт випромінювання абсорбера (поглинаючого покриття), що використовується в конструкції колектора.

Даний параметр описує, яка частина енергії, що потрапляє на поглинаюче покриття, відбивається назад. Нагадаємо, завдання абсорбера — максимально поглинати потрапляє на нього сонячну енергію; відповідно, в ідеалі він повинен вести себе як «абсолютно чорне тіло» і не відображати взагалі нічого. Але досягти таких характеристик вкрай складно і дорого, тому якась частина променистої енергії неминуче відбивається від абсорбера. Цей показник в сучасних сонячних колекторах вкрай малий — він рідко перевищує 5 %; крім того, зовнішні скляні колби можуть мати всередині спеціальне селективне покриття, яке повертає частину відбитих променів і знижує фактичний коефіцієнт випромінювання всієї системи.

Температура стагнації колектора, точніше — максимальна температура теплоносія, що досягається в режимі стагнації.

Під терміном «стагнація» в даному випадку мають на увазі застій теплоносія в колекторі, через що надходить на пристрій теплова сонячна енергія не відводиться від нього. Така ситуація може виникнути, наприклад, при припиненні відбору тепла або гарячої води, при відключенні циркуляційного насоса, при завоздушивании або засміченні контуру і т. ін. При цьому температура теплоносія може значно підвищуватися (до 200 °С і більше) і перевищувати температуру кипіння не тільки води, але і спеціальних складів. Відзначимо, що даний режим є хоч і несприятливим, але не аварійним — серйозні неполадки в системі можуть виникнути лише при багатократному стагнації протягом короткого проміжку часу. А в прогресивних колекторах нерідко передбачаються різні рішення, покликані звести до мінімуму негативний вплив цього режиму.

Температура стагнації загалом є довідковим параметром, вона не впливає на основні робочі характеристики і не є основним критерієм при виборі. Однак загалом вважається, що більш високі показники свідчать про більш високому рівні і прогресивної конструкції колектора. Частково це виправдано: «високотемпературна» модель повинна бути достатньо ефективною для поглинання великої кількості енергії (зокрема, мати якісне селективне покриття скляній ізоляції) і достатньо надійною для того, щоб нормально перенести контакт з розігрітим теплоносієм.