Одним из источников вторичных энергоресурсов в здании является тепловая энергия воздуха, удаляемого в атмосферу. Расход тепловой энергии на подогрев поступающего воздуха составляет 40...80% теплопотребления, большая ее часть может быть сэкономлена в случае применения так называемых теплообменников-утилизаторов.

Существуют различные типы теплообменников-утилизаторов.

Клейн, Даффи и Бэкман в своей работе «Расчет систем солнечного теплоснабжения» показали, что теплоемкость солнечных коллекторов почти не оказывает влияние на их рабочие характеристики. Однако в неопубликованной работе «Теплоемкость плоского солнечного коллектора для солнечного дома» У. Шарклифф подробно демонстрирует, что в стационарном режиме утреннего пуска и при динамических условиях периодического солнечного сияния общий КПД солнечных коллекторов может колебаться в пределах 25% в ту или другую сторону по мере изменения их тепловой аккумулирующей способности.

Плавающий солнечный коллектор позволяет использовать даже естественные водоемы в качестве приемника солнечной энергии.
Он может не иметь остекления, как это делается у простейших проточных коллекторов, но при этом повышенное испарение подогретой воды снижает его эффективность.

Плавающий солнечный коллектор, схема

Одним из вопросов, наиболее часто задаваемых людьми, которые хотят понять использование солнечной энергии для отопления (или другой цели), является вопрос: «Что делать, когда солнце не светит?» Поняв концепцию запасания энергии, они задают следующий вопрос: «Что делать, когда в аккумуляторе не остается больше тепловой энергии?» Вопрос закономерен, и необходимость в дублирующей, часто традиционной системе является серьезным камнем преткновения для широкого принятия солнечной энергии в качестве альтернативы существующим источникам энергии.

Солнечный пруд — водоём, поглощающий и аккумулирующий тепло солнечной радиации круглый год. Таким образом, он служит одновременно коллектором и аккумулятором теплоты и отличается низкой стоимостью по сравнению с обычными солнечными коллекторами. Требуемый размер зависит от: климата; типа здания; конструкции системы.

Для уменьшения потери тепла теплоприемником к тыльной его поверхности крепится слой изоляции. Если солнечный коллектор устанавливается на ограждающей конструкции здания (стене, крыше), то тепло не теряется, а передается самому зданию. Зимой это является преимуществом, а летом — недостатком. За исключением районов с низкими летними температурами, солнечный коллектор должен иметь теплоизоляцию для сведения к минимуму этого добавочного тепла и повышения его КПД.

Существуют три основных конструкции, обеспечивающие контакт жидкости с теплоприемником с целью отбора тепла: волнистый лист Томасона с открытой поверхностью; «труба в листе

Обычно поглотители для жидкостных систем изготовляются из меди, алюминия или стали. При выборе материала для теплоприемника следует учитывать следующие факторы:

  • наличие материала;
  • энергию и ресурсы, необходимые для производства;
  • теплопроводность (и другие тепловые характеристики);
  • долговечность;
  • легкость в обращении;
  • стоимость.

Наличие материала

Медь всегда имеется в наличии, но ее запасы на Земле сокращаются, а цены продолжают расти. Алюминий и сталь доступнее, но даже запасы алюминия постепенно истощаются.

Энергия и ресурсы, необходимые для производства

Основным элементом коллектора является поглощающая пластина (теплоприемник), которая задерживает солнечный свет, преобразует его в тепло и передает его теплоносителю.