Солнечный водонагреватель — разновидность солнечного коллектора. Предназначен для производства горячей воды путём поглощения солнечного излучения, преобразования его в тепло, аккумуляции и передачи потребителю.

Современные солнечные вакуумные водонагревающие установки (СВНУ) имеют большое количество модификаций и схем подключения. Также существуют различные типы вакуумных трубок, применяемых в солнечных водонагревателях. Все модификации солнечных водонагревателей и трубок имеют свои преимущества и недостатки, различные цены и области применения.

Солнечные водонагреватели могут быть активного или пассивного типов. Активная система использует электрический насос для циркуляции жидкости через коллектор; пассивная система не имеет насоса и полагается только на циркуляцию за счёт конвективных потоков. Пассивные Системы - перемещают готовую воду или теплоноситель через систему без насосов. Пассивные системы менее дороги, чем активные системы, но также менее эффективны из-за медленной циркуляции в системе.

Активные Системы - используют электрические насосы, клапаны и контроллеры для циркуляции теплоносителя через коллектор. Они обычно более дорогие, чем пассивные системы, но и более эффективны.

Активные системы с открытым контуром используют насосы для циркуляции воды через коллекторы. Активные системы с открытым контуром являются популярными в регионах с положительными температурами или при сезонном использовании. Могут эксплуатироваться при температурах воздуха до −20 °C или −25 °C.

Активные Системы с закрытым контуром. В этих системах теплоносителем коллектора является обычно водно-гликолиевый антифриз. Теплообменники передают высокую температуру от теплоносителя первого контура воде, которая запасена в баках (теплоаккумуляторах). Системы с закрытым контуром популярны в областях, подвергающихся продолжительно действующим отрицательными температурам, так как они имеют хорошую защиту от замораживания. В связи с высокими значениями температуры при застое теплоносителя в периоды максимальной облученности, не все антифризы пригодны для использования в солнечных системах.

Типы солнечных водонагревателей:

1. Термосифонные системы (водонагреватели открытого типа или низкого давления) 

Термосифонные системы работают на принципе стремления теплой воды вверх, явление, известное как естественная конвекция, используемое для циркуляции воды через коллектор и бак. 

2. Термосифон со встроенным теплообменником (СВНУ магистрального давления)

Термосифон со встроенным теплообменником обеспечивает возможность работы при магистральном давлении. Нагревается теплоноситель через теплообменник из спиральной медной трубы, расположенный внутри теплоаккумулятора. Принцип работы данного типа солнечного водонагревателя такой же, как и у обычного термосифона низкого давления. 

3. Солнечный водонагреватель с выносным баком (СВНУ активного типа, закрытый контур)

Плоский солнечный водонагреватель-коллектор – устройство с поглощающей панелью плоской конфигурации и плоской прозрачной изоляцией для поглощения энергии Солнца. 

5. Типы вакуумных трубок

Вакуумная труба - основной элемент солнечной установки. Она состоит из двух боросиликатных трубок, устойчивых к химическим и термическим нагрузкам. 

6. Типы теплоаккумуляторов 

Теплоаккумуляторы дают возможность запасать тепловую энергию и выдавать потребителю по мере необходимости. Это частично позволяет решить проблему временного отсутствия солнца и обеспечить постоянную рабочую температуру. 
Теплоаккумуляторы могут устанавливаться непосредственно на солнечных коллекторах (термосифоны) или отдельно внутри помещения. 
ОбЪем баков от 80 до 2000 литров. 

Солнечные водонагреватели устанавливаются на крыше зданий под углом к горизонту, равным географической широте местности.

Кроме того, группы нагревателей устанавливаются на открытых пространствах, например, над парковками для автомобилей, но как можно ближе к потребителю (зданию).

В связи с тем, что солнечный нагреватель невозможно выключить, в периоды максимального солнечного облучения и малого водоразбора температура (температура застоя или stagnation temperature)в нем может достигать, в зависимости от типа, 200 С (плоские системы) и 300 С (вакуумные).

 В связи с этим в качестве трубной обвязки водонагревателей нельзя использовать пластиковые (полимерные) трубы и стальные трубы с цинковым покрытием. Следует применять трубопроводы из меди или нержавеющей стали.

Также необходимо предусмотреть теплоизоляцию первого (горячего) контура трубной обвязки водонагревателей для предупреждения ожогов и возгораний, причем материал теплоизоляции и крепежа должен соответствовать указанным температурным режимам. На корпусах коллекторов промышленного изготовления указывается точная температура застоя данного модельного ряда.

Срок службы коллекторов — не менее 15 лет.

Применение:

·  Горячее водоснабжение временных построек и бытовок строителей.
Самым простым вариантом снабдить любой временный объект горячей водой является установка на объекте открытого пассивного солнечного нагревателя низкого давления. Это самое простое устройство нагрева воды из сери солнечных водонагревателей. Это устройство отличается простотой монтажа и использования и не требует для эксплуатации дополнительного электричества или проведения сложных сантехнических работ. Монтаж системы заключается в подсоединении шланга с холодной водой на вход в термосифон, а шланга для подачи горячей воды на выход из термосифона. Решение идеально подходит для летних дач, строительных бытовок, временного обеспечения горячей водой строящихся объектов. 

·  Горячее водоснабжение и отопление частных коттеджей и дач.
Солнечные водонагреватели успешно используются для автономного горячего водоснабжения и частичного отопления частных загородных домов и дач. Для этой цели подходят как простые водонагреватели низкого давления, так и самые современные активные системы высокого давления подключаемые в основную систему отопления дома. 

·  Горячее водоснабжение и отопление частных гостиниц, пансионатов и домов отдыха.
Как показывает практика, частные гостиницы и туристические объекты являются одними из самых выгодных объектов для использования солнечного тепла. Ведь именно в летнее время, когда солнечного тепла больше всего наступает необходимость в большом потреблении горячей воды для обеспечения потребностей туристов приехавших на отдых. 

·  Горячее водоснабжение и отопление промышленных объектов.
Организация горячего водоснабжения и отопление любых промышленных объектов дело хлопотное и зачастую неоправданно дорогое за счет необходимости оформления массы разрешительных и проектных документов, а так же затрат связанных на проведение линий подачи энергоносителя(ТЕЦ, газ или электричество). За счет использования солнечной энергии расходы на организацию и ежемесячную оплату отопления можно сократить на 70%-80%, а в некоторых случаях и вовсе отказаться от дорогостоящих проектов по газификации объектов. 

·  Горячее водоснабжение домов клубного типа и многоэтажных домов.
Автономное энергообеспечение это одна из основных отличительных черт элитного жилья нового поколения. Тенденции современного жилищного строительства показывают особый интерес в обеспечению объектов автономными источниками энергии. Солнечная энергия не только позволяет поддерживать автономность энергообеспечения жилья, но и в перспективе 5 лет дает возможность серьезно сократить эксплуатационные затраты, которые составляют значительную часть коммунальных платежей. 

·  Балконные солнечные водонагреватели для автономного горячего водоснабжения и обеспечения теплом систем теплого пола в городских квартирах. Любой владелец современной квартиры стремится в независимости от коммунальных служб обеспечения теплом и горячей водой. Ведь всем знакомы часты отключения отопления или горячей воды. Балконные солнечные водонагреватели дают возможность обеспечить небольшую семью из 2-3 человек не только горячей водой но и построить систему теплого пола у себя в квартире. 

·  Солнечные системы подогрева бассейнов.Этот популярный в Европе и США вариант использования солнечных водонагревателей придется по душе владельцам частных домов с бассейнами. Система легко встраивается в циркуляционный цикл очистки воды и дает возможность поддерживать приемлемую температуру в бассейне, как летом так и в зимнее время. Следует учесть что эффективность системы зависит от площади солнечных коллекторов и объема бассейна, но в любом случае при использовании солнечного тепла вы ничего не платите за подогрев вашего бассейна в отличие от стандартных решений потребляющих большое количество электричества.

Подробнее с ситуацией на российском рынке теплообменного оборудования можно познакомиться в отчете Академии Конъюнктуры Промышленных Рынков «Рынок кожухотрубчатого теплообменного оборудования в России».

 http://www.resursles.ru/