В плоских солнечных коллекторах, на возможность преобразования энергии солнечной радиации в тепловую энергию, влияет интегральное излучение со всех направлений полусферы. Интегральное излучение состоит из непосредственного излучения с волнами длиной 0,30 ÷ 2,5 мм и длинноволнового диффузного излучения, которое появилось в результате преломления, отражения и частичного поглощения непосредственного излучения в земной атмосфере. Интегральное излучение в наших географических широтах (безоблачное и чистое небо в полдень) составляет от 850 kWh / м² до 1100 kWh / м². При помощи солнечных коллекторов фирмы "APAREL" можно использовать более 70% интегрального излучения. При максимальном использованиии энергии, большую роль играет наклонение и направление коллектора (см. следующие разделы каталога). Оптимально следует их устанавливать в направлении солнца. Для правильной установки коллектора следует выбрать угол наклона α и азимут. Их значения указаны в дальнейшей части каталога.

Фирма «APAREL» производит коллекторы в вертикальном и горизонтальном исполнении, с корпусом в виде рамы из алюминиевых профилей либо в виде ванны из листового алюминия.

Более чем 10-летний опыт в области производства плоских коллекторов позволил фирме "APAREL" разработать такую конструкцию коллектора, которая гарантирует долгую работоспособность и высокую теплопроизводи- тельность. На данный момент производится две версии коллектора: вертикальный KSC-AE/200S-A и горизонтальный KSC-AE/200S-B. Главным элементом коллектора является медный абсорбер никелированный с обеих сторон, а с активной стороны покрытый гальванизированным вы- сокоселективным слоем черного хрома либо слоем Sunselect, что гаранирует высокую абсорбцию солнечного излучения и небольшие потери тепла. Для передачи тепла в абсорбере установлен змеевик с параллельными медными трубками, по которым протекает нагревающий агент. Спо- соб соединения пластины с медной трубкой гарантирует максимальную предачу тепла к нагревающему агенту. Абсорбер имеет корпус в виде рамы из алюминиевых профилей либо ванны из листового алюминия. Отличная изоляция коллектора понижает тепловые потери солнечного коллектора. Все устройство прикрыто градостойким стеклом, с низким содержанием железа, что понижает потери отражения.

1. Абсорбер
Абсорбер применяемый в солнечных коллекторах состоит из восьми сегментов, каждый из которых состоит из медной пластины соединенной при помощи ультрозвуковой сварки с медной трубкой, что позволяет на идеальную передачу тепла рабочей жидкости.
Пластины абсорбера с двух сторон покрыты слоем никеля, а с рабочей стороны слоем черного хрома либо селективным слоем выполненном  в технологии BlueTec. Это покрытие обеспечивает поверхности абсорбера высокую абсорбцию получаемой солнечной энергии.

2. Изоляция
Для уменьшения потерь, под абсорбером  укладывается минеральная вата тощиной 50 мм а также теплоизоляция толщиной 30 мм.

3. Трубка
Медная трубка диаметром  8 мм 

4. Собирательная трубка
Медная собирательная трубка диаметром 18 мм
Трубки соединяются  при помощи зажимных муфт.

5. Корпус
Корпус изготовлен из алюминиевой жести и алюминиевых реек натурального или коричневого цвета.

6. Стекло
Специальное градостойкое призматическое закаленное стекло толщиной 4 мм.
Низкое содержание окиси железа Fe2 O3  и  высокая проницаемость для солнечных лучей.

Основой оценки тепловых свойств коллектора является характеристика коэффициента полезного действия (КПД) по отношению к площади абсорбера и определяется согласно поцедур указанных в нормах ISO 9800-2 КПД солнечного коллектора, это частное тепловой энергии, полученной нагревающим рабочим телом, и облучение коллектора выраженное в единице времени. Величины описывающие характеристику КПД коллектора это – оптичес- кий КПД ηо, который касается ситуации, когда разница температуры в коллекторе (ТМ) и температуры окружения (ТО) составляет ноль. При более высоких температурах коллектора (ТМ), являющихся результатом более высокого облу- чения, возрастают тепловые потери, что служит причиной того, что при больших значениях параметра (TM - T0 ) / I происходит искривление прямой вниз. На КПД коллектора влияют его конструкционные параметры (материалы, тер- моизоляция) и т.п.), а также эксплуатационные условия (производительность рабочего агента, облучение, скорость и направление ветра).

Солнечный коллектор
Основным элементом солярной установки являются солнечные коллекторы, монтируемые, чаще всего, на крышах зданий. Встречаются также решения, в которых коллекторы устанав- ливаются около балюстрад. Наиболее выгодно
монтировать коллекторы около или над пунктами разбора воды (ванная, кухня и т.п.). таким образом ограничивается количество и длина труб и уменьшаются потери теплоэнергии во время прохождения нагревающего агента. Чтобы установить коллектор на крыше, следует использовать специальные консольные конструкции.

Солярный бак-аккумулятор.
Солнечная энергия доступна только днем. Чтобы ее эффективно использовать в системе тепло- снабжения, он должна быть аккумулирована. Для этого служат водные баки-аккумуляторы с термоизоляцией изготовленной из пенополи- уретана или минеральной ваты толщиной 55÷75 мм. Они оснащены трубчатыми или кожуховыми теплообменниками. Наиболее популярны оснащенные трубчатыми теплообменниками, т.е. змеевиками. Существуют баки с одним и с дву- мя змеевиками: бак с одним змеевиком чаще всего применяется в таких системах, которые расширяются за счет солярной установки, которая не планировалась на этапе строительства котельной. Бак с двумя змеевиками наиболее оптимален для накапливания энергии полученной из солярной установки. Он характеризируется хорошей слоистостью температуры воды и к нему могут быть подключены также другие источники (напр. солнечные коллекторы и любой конвенциональный источник энергии). Он имеет два встроенных теплообменника в виде змеевиков: нижнего, к которому подключается солярная установка и верхний, к которому подключается конвенциональный источник, используемый в периоде низкого солнцеизлучения. В случае использования такого решения можно немного снизить инвестиционные затраты.

Управление.
Контроллеры в сотрудничестве с датчиками температуры следят за работой солярной установки и запускают циркуляционный насос. Заданием контроллера является запуск насоса тогда, когда разница температур достаточна для замены тепла между рабочим агентом в коллекторе и агентом обогреваемым в емкости либо тепло-обменнике. Контроллер предохраняет также от превышения максимального значения температуры в баке-аккумуляторе или коллекторе.

Система насосов
Для вынуждения циркуляции рабочего тела в жидкостных установках применяются элек- трический насосы, такие же как в системах центрального отопления и горячего водоснабжения. Диапазон производительности агента и падениия давления в солярных установках в основном небольшой, поэтому выбор циркуляционного насоса не составляет никаких проблем.

Внешние теплообменники
В расширенных установках построенных из 10 и более коллекторов используются внешние проточные теплообменники. Они заменяют внутренние змеевики. Внешние теплообменники можно разделить на две основные группы: Пластинчатые теплообменники, трубчатые теплообменники типа JAD. Пластинчатые тепло-обменники состоят из пластин, на поверхности которых происходит теплообмен. Мощность теп-лообменника зависит от количества и размера пластин. Пластины теплообменника соединены таким образом, что получаются два независи- мых цикла: первичный и вторичный. Каждый цикл имеет два соединительных патрубка. Теп-лообменники можно спаивать либо скручивать. Они успешно используются в солярных системах высокой мощности. Трубчатые теплообменники типа JAD – это сплетение гладких и рифленых труб создающих кожух теплообменника. Нагревающий агент проходит через змеевик, а обогреваемый – противоточно проплывает в кожухе теплообменника.

Предохранительная система
Солярные установки с косвенным коллекторным циклом оснащены арматурой типичной для системы центрального отопления и горячего водоснабжения. Расширительный сосуд и предохранительный клапан предохраняют установку от слишком высокого давления, а воздухоотводчик, находящийся в верхней части установки коллекторного цикла, обстоятельно ее обезвоздушит. Между выходом из коллектора и сосудом монтируется возвратный клапан, он предотвращает обратную циркуляцию теплой воды.

Установка системы
Составные элементы солярной системы соединяются при помощи трубопроводов, чаще всего из медных труб с теплоизоляцией. Они спаиваются мягким оловянным припоем, а тру- бы большего диаметра – твердым серебряным припоем. Все трубопроводы должны быть изолированны материалами с теплопроводимостью 0,03 ÷ 0,04 W / mK и устойчивостью к температуре свыше 100 °C.

Важную роль при использовании солнечной энергии играет угол наклона солнечного коллектора α к плоской поверхности. Угол наклона зависит от угла падения солнечных лучей, т. к. они должны падать перпиндикулярно на ак-
тивную поверхность коллектора. Оптимальный угол наклона зависит от времени года, зимой он составляет 60°, летом – 30°. На практике советуется выбирать угол наклона примерно в 45°.

Вторым параметром при установке солнечных коллекторов является азимут, который не дол- жен отклоняться от 0° (южное направление). Это не всегда возможно, поэтому допустимо отклонение от южного направления до 45° (при чем менее важно отклонение в западном направлении).

Установки горячего водоснабжения

Самой простой, а также дешевой установкой для подогрева воды является гравитационная установка (термосифоновая). В гравитационных установках агент движется самопроизвольно, как результат конвекции более теплой массы (меньшей плотности). Такой цикл не требует циркуляционного насоса и системы автоматического управления, а значит может работать в неэлектрифицированных местах. Более универсальные свойства имеют установки с принудительной циркуляцией агента в системе – бак-аккумулятор. Данные установки подогревают воду непосредственно или косвенно. При непосредственном цикле, установка используется только в теплое время (апрель – октябрь), а абсорбер коллектра гораздо быстрее снашивается, т.к. находится в контакте с простой водой. Таких недостатков не имеют установки с искусственным циклом. Циркуляцию теплоносителя вызывает однофазовый циркуляционный насос, которым управляет контроллер разности температур жидкости в коллекторе и воды в емкости.
Встречаются версии с общим баком-аккумулятором, в котором в нижней части устанавливается теплообменник циркуляции коллектора, а вверху – циркуляции котла либо ТЭН. Существуют также версии с раздельны- ми баками-аккумуляторами. Более чем 10-летний опыт фирмы «APAREL» позволил разработать директивы по подбору и проектированию солярных систем горячего водоснабжения и отопления, соответствующие требованиям потребителей. Они подтверждены директивами разработанными известными европейскими производителями. Перед тем как вводить солярную систему горячего водоснабжения и отопления, следует учесть следующие аспекты:
– Солнечные коллекторы могут выработать примерно 90% энергии необходимой для горячего водоснабжения в летнем периоде года. В зимнее время их производительность падает из-за ухудшения погодных условий, поэтому коллекторы не могут использоваться в качестве полного альтернативного источни- ка энергии. Система должна быть совмещена с конвенциональной.
– Размер установки, т.е. количество коллекторов и объем бака-аккумулятора зависит от объема потребляемой горячей воды (число жителей, расход воды и т.п.).

Выбор объема бака- аккумулятора солнечной водонагревательной установки (СВУ)
Рекомендуемое количество потребления горячей воды на человека:

Уровень расхода воды	Потребление воды на человека Vj [л]	Количество коллекторов на человека X [шт.]
низкий	40 ÷ 60	0,3 ÷ 0,5
средний	60 ÷ 80	0,5 ÷ 0,7
высокий	80 ÷ 100	0,7 ÷ 0,9

Vzas – объем бака-аккумулятора [л]
Vj – потребление воды на человека [л / чел.]
n – количество человек

Количество коллекторов	Размер теплообменника [kW]
3	38
6	73
8	88
12	148
15	180
20	240

---

Обогревание помещений при помощи солнечной водонагревательной установки наиболее продуктивно в переходных сезонах (март, апрель, сентябрь, октябрь). Важную роль здесь играет вид применяемой системы отопления. Условием эффективного применения солнечных коллекторов является сотрудничество с низкотемпературными системами отопления, т.е. половой и стенной. Такие установки можно смонтировать двумя способами: без бака-аккуму- лятора либо с ним. Установки без аккумулятора можно применять только в случае небольших помещений (маленьких односемейных домов). В этом случае, количество коллекторов подбирается по отношению к размеру бака горячей воды, и принимается только небольшой излишек 1 ÷ 2 коллекторов. Установки с дополнительным буферным баком можно применять, когда потребность в тепле для отопления значительно превышает потребности в горячей воде. В среднем принимается 1 м2 активной поверхности коллектора на 10 м² обогреваемой поверхности в хорошо изолированных зданиях. При слабой изоляции – данную величину следует умножить на 2. Объем бака зависит от количества установленных коллекторов. В среднем принимается 40 ÷ 60 л. воды в буфере на 1 м² коллектора. Чаще всего используется пластинчатый теплообменник. Размер теплообменника, также как в случае бассейнов, должен быть на много больше (в данном случае 4-кратно)

Количество коллекторов	Размер теплообменника [kW]
10	60
15	90
20	120
25	150
30	180
35	210

---

Выбор циркуляционного насоса и мембранного расширительного сосуда осуществляется согласно нижеследующим указаниям:
– Циркуляционный насос должен работать безпрерывно в диапазоне температур 20 °C ÷ 120 °C, иногда может подвергаться работе при температуре жидкости от 20 °C ÷ 150 °C;
– Скорость движения рабочего тела должна быть в диапазоне 0,3 ÷ 0,5 м / сек., а поток течения от 60 ÷ 120 дм³ / ч. (1 ÷ 2 дм³ / мин./ коллектор);
– Падение давления в циркуляции коллектора должно составлять 1,0 ÷ 2,5 мбар /п. метр трубы.

После выбора необходимого количества коллекторов, следующим этапом является со- ответствующий подбор диаметров труб. Чаще всего используются медные трубы. Ниже представлен способ подбора диаметра медных труб в зависимости от количества коллекторов (таблица справа). В случае больших систем (т.е. большого чис- ла коллекторов), следует выбирать диаметр труб индивидуально. Солярный цикл должен иметь такую защиту, чтобы при максимальной температуре циркуляции коллектора, рабочее тело не выкинуло через предохранительный клапан. Для этого следует подобрать соответствующий мембранный расширительный сосуд. Объем емкости должен приблизитель- но соответствовать объему первичного цикла, т.е. сумме объемов коллекторов, трубопровода и теплообменника (т.е. змеевика или кожуха) в баке-аккумуляторе. Кроме того, в солнечных водонагревательных установках следует использовать предохранительные клапаны с давлением открытия 6 бар.

Количество коллекторов [шт.]	Внешний диаметр [мм]
1 ÷ 6	18
7 ÷ 9	22
10 ÷ 18	28
19 ÷ 25	35

---

Размещение и монтаж
Как упоминалось выше, активная сторона солнечных коллекторов должна быть направлена на юг и наклонена, в зависимости от времени года в котором они применяются, от 30 ° до 60 °, при круглогодовом использовании коллекторов их наклон должен составлять примерно 45 °. Следует выбирать места не затененные деревьями и зданиями. Есть три возможности размещения солнечных коллекторов:
– на крыше здания,
– на южной стене здания или около этой стены,
– на земле.
Каждый из этих вариантов имеет свои преимущества и недостатки. Наиболее популярен монтаж коллекторов на крышах зданий. Основным преимуществом такого варианта является то, что коллекторы не занимают дополнительной площади и не создают тени. В основном скат крыши сделан под углом необходимым для установки коллекторов и их можно монтировать непосредственно на кровле. На плоских крышах коллекторы монтируются на специаль- ных конструкциях. Фирма "APAREL" предлагает собственные оригинальные способы крепления и монтажа солнечных коллекторов. Крепежные элементы запроектированы таким образом, что с них можно построить различные несущие конструкции. Подробная характеристика несущих конструкций находится в отдельном каталоге крепежных элементов.

Способ соединения солнечных коллекторов фирмы "Aparel"
Способ и количество соединяемых коллекторов KSC-AE/200S в значительной степени влияет на сопротивление течению. При последовательном соединениии коллекторов сопротивление течению самое высокое, при параллельном – самое низкое. Определенным недостатком параллельного соединения является то, что трудней удержать одинаковую интенсивность потока через все коллекторы. Солнечные коллекторы KSC-AE/200S ставятся таким образом, чтобы пробка датчика находилась сверху, как показано на рисунках. Соединяя коллекторы, следует снять пробку с первого коллектора, а через отверстие вложить головку датчика температуры в карман абсорбера либо вкрутить самозажимную пробку датчика с выходом для трубки диаметром 18 мм и поместить в ней датчик температуры, все обработать силиконом.

Последовательное соединение
Рекомендуется последовательно соединять три вертикальных либо шесть горизонтальных кол- лектора. Подача и возврат воды соединяются между собой муфтами для труб с выходом на трубу диаметром 18 мм, а коллекторы – при помощи соединительных двухзажимных муфт.

Параллельное соединение
Параллельно можно соединить максимально 6 вертикальных или три горизонтальных коллектора.

Параллельное соединение последовательно соединенных коллекторов
В случае строительства больших установок, последовательно соединенные батареи максимально из 3 вертикальных или 6 горизонтальных коллекторов соединяются параллельно.

Параллельное соединение параллельно соединенных коллекторов
Это решение также как предыдущее применяется для больших установок. Параллельно соединяются батареи максимально из 6 вертикальных или 3 горизонтальных коллекторов.

---

Мы предлагаем нижеследующие услуги:
– проектирование,
– консультирование,
– монтаж,
– гарантийное и послегарантийное обслуживание.

Приглашаем к сотрудничеству:
– монтажников,
– проектировщиков,
– архитекторов,
– и всех заинтересованных неконвекциональными источниками энергии.