Плоские и трубные коллекторы обычно используются в установках приготовления горячей воды для бытовых нужд. Плоский солнечный коллектор представляет собой металлический каркас, заполненный изоляционным материалом, на котором тонкие медные или алюминиевые трубки укладываются определенным образом в одну плоскость - в виде обмотки или арфы. Нагретая жидкость течет по трубкам, по всей длине она поступает к поглотителю - медь или алюминий, покрытых селективным покрытием. Чаще всего это черный оксид хрома, титана и кремния. Большой ассортимент коллекторов представлен в нашем магазине, где передовыми производителями электротоваров являются такие компании, как Schneider Electric и ABB.
В самых дешевых вариантах солнечных коллекторов поглотитель покрыт черным лаком. Все эти слои характеризуются одинаково высоким коэффициентом поглощения солнечного излучения, а = 90-98%. Они существенно различаются по способности инфракрасного излучения - его коэффициент в случае оксидов титана и кремния составляет всего 5%, 8-15% черного хрома и 25%-90% черного лака. Это означает, что коллектор с окрашенным поглотителем имеет явно меньшую эффективность, чем в случае двух других материалов.
Потери тепла важны для эффективности коллектора. В плоском коллекторе изоляционный материал размещается только под абсорбером, который, кроме того, омывается воздухом - это является причиной больших потерь тепла, из-за чего плоские коллекторы, хотя и хорошо работают летом, практически бесполезны зимой. В холодных условиях лучше работают вакуумные коллекторы - стеклянные трубки, соединенные с поглотителями внутри. Поглотитель защищен от переохлаждения со всех сторон, потому что он окружен вакуумом. В них нет конвекции, кроме того, если поглотитель не окружен воздухом, не происходит потерь энергии на его нагрев.
Существует несколько типов вакуумных коллекторов, отличающихся конструкцией и, следовательно, эффективностью и ценой. Стеклянные трубки коллектора могут иметь двойные стенки с вакуумом между двумя слоями стекла. Поглотитель и трубка с нагретой жидкостью расположены внутри пространства, заполненного воздухом. Такое решение относительно недорогое, и эффективность таких коллекторов не намного выше, чем даже у более дешевых плоских коллекторов. Лучший эффект достигается, когда поглотитель помещается в одно стенную трубку в вакууме - эта конструкция дороже из-за сложности ее герметизации.