Гелиосистемы для отопления выбор и установка

Требования к характеристикам и параметрам солнечных систем

В этом разделе мы рассмотрим основные требования к гелиосистеме:

  • Общих особенностях;
  • Площади гелиополя;
  • Угла наклона самих коллекторов;
  • Объёма емкостного водонагревателя.

a27f44c94a1f2b308e135e579138f55a.jpg

Коллектор, установленный под углом тридцать градусов

Общие особенности

Если вести диалог о таких системах, то для поддержания ними обогрева нужно помнить, что:

  • гелиосистема для отопления не может заменить основной источник теплоты, а также уменьшить его мощность;
  • она не должна рассматриваться как основной компонент теплоснабжения. В последнем большую роль играет качество работы основного генератора теплоты. Применение солнечных коллекторов позволит только повысить эффективность всей системы обогрева, но никак не полностью её заменить;
  • Возможности поддержания отопительных систем без аккумулирования теплоты сильно ограничены;
  • В летние периоды, когда нет потребности в обогреве, такая гелиосистема будет простаивать, если к ней не подключить контур горячего водоснабжения.

259f060b991b4966680b067885dec182.jpg

Несколько последовательно установленных солнечных установок

Площадь

Инструкция для нахождения параметров в целях поддержания обогрева декларирует, что берется во внимание тепловая нагрузка в летние месяцы. Она в себя включает нагрузку на ГВС и нагрузки прочих потребителей, работающих от гелиосистемы, к примеру, поддержание заданной температуры в подвальных помещениях, чтобы предотвратить конденсационные процессы

Для таких потребностей специалисты выполняют расчет коллектора на нужды ГВС, целью которого является нахождение площади. Полученный результат умножают на два или два с половиной и находят диапазон площади коллектора для нужд отопления. Более точные вычисления выполняют, учитывая строительные размеры и монтажные работы гелиополя.

346361e5bb97ffcc9379662438061ce3.jpg

Устройство коллектора

Существует также и альтернативный способ подсчета, который производится на основании площади постройки и не является объективным. Если проанализировать потребности в тепловой нагрузки в течение всего года то становиться очевидным тот факт, что площадь коллектора на квадратный метр находится в пределах 0,1-0,2. Это говорит о том, что площадь будет изменяться в два раза! Этот факт сильно усложняет возможность четкого определения площади.

Помимо этого недостатка есть еще один – потребности в горячей воде не берутся должным образом, потому что нет четкого соотношения между площадью помещения и расходом воды для нужд ГВС.

c92ef3b964ffc63e5d3f02dd6deb55e0.jpg

Водонагреватель емкостного типа

Важно! Если в вашем доме есть бассейн, который обладает подогревом, то температура в нем может поддерживаться за счет избытка теплоты в летние месяцы. Такое решение никак не повлияет на площадь самого коллектора

Угол наклона

Если гелиосистема обладает возможностью выбора угла наклона, то необходимо установить её на угол шестьдесят градусов. Такой угол позволяет, если сравнивать с коллекторами ГВС, достигнуть большей производительности в переходные периоды, а в летние получить меньше излишков теплоты. Такие установки можно ставить на грунте или плоской крыше.

Если место для монтажа это горизонтальная крыша с наклоном порядка тридцати градусов, то плоские тип оборудования не подойдет, нужно устанавливать трубные коллекторы вакуумированного типа с горизонтальной установкой.

Движение жидкости в коллекторе

Емкостный водонагреватель и его объем

Для случаев, когда в летние месяцы наблюдается плохая туманная погода, устанавливают емкостные водонагреватели.

Идеальные объемы таких элементов относительно одного метра квадратного гелиополя:

  • Для плоских типов находятся в пределах пятидесяти — семидесяти литров;
  • Для вакуумированных в диапазоне семьдесят – восемьдесят литров.

Что включает в себя солнечная система отопления

Конечно, модификация, которую терпит гелио система отопления, зависит, прежде всего, от производителя. Кроме того, покупатель также может подбирать лишь те элементы, которые необходимы для создания качественного солнечного отопления. Впрочем, есть несколько обязательных элементов:

  • вакуумный солнечный коллектор;
  • насос, при помощи которого теплоноситель перемещается к накопительному баку;
  • контроллер. Это элемент управления, который следит за правильностью функционированием системы;
  • бак для горячей воды. В зависимости от того, какую именно площадь необходимо отапливать, его объем колеблется от 500 до 1000 литров воды;
  • доводчик пиковый. В зависимости от предпочтений, выбор можно остановить на электрическом ТЭНе, тепловом насосе или каком-либо другом источнике вспомогательного нагрева.

34d93d7525aa33b1689d98c81fd9af3d.jpgСостав солнечной системы отопления

Как и любая другая, солнечная система отопления может служить не только для отапливания жилья. Поскольку в некоторых регионах наблюдается довольно большое количество солнечных дней в году (до 280-290), это позволяет использовать данный тип отопления для создания в доме качественной системы подачи горячей воды, которая будет использоваться для бытовых нужд. Если учесть и этот фактор, то можно с уверенностью сказать, что такие солнечные конвекторы для отопления дома являются лидерами по экономичности, даже несмотря довольно высокую стоимость коллектора и дополнительного оборудования.

Следует также отметить, что помимо отопительных радиаторов и горячего водоснабжения, существует также возможность введения в отопление солнцем своими руками таких дополнительных элементов, как теплый пол и полотенцесушитель.

Однако следует учитывать необходимость их подключения еще до приобретения бака для воды – ведь, возможно, придется приобретать бак большей емкости, чем планировалось изначально.

Принцип работы солнечного коллектора

Чтобы гелиосистема работала, используют воду или же антифриз. Температура воды постоянно сравнивается с коллектором: если вода в нижней части холоднее, устройство мгновенно начинает ее подогревать. Вода двигается по системе при помощи встроенного насоса.

Вода, которая находится в накопителе, нагревается при помощи теплообменника, который обычно нагревает коллекторы до определенного температурного режима.

Если воду в движение воды в системе нужно поменять, используют смеситель. Принцип работы системы базируется на том, то вода, которая остывает, сменяется теплой водой. Замена жидкости в системе происходит благодаря расширению подогретой воды, которая направляется вверх. Чтобы обеспечить стабильность работы системы, необходимо позаботиться об укладке теплоизоляционного слоя (минимальная толщина должна составлять 25 см).

a4e13792ab66c83e3d6147176c7b7f23.jpgПринцип работы солнечного коллектора

Особенности работы солнечных коллекторов:

  • Контролер анализирует показания специальных датчиков и управляет работой насоса.
  • Когда датчики показывают определенного значения, система прекращает обогрев воды.
  • Датчики необходимо устанавливать в баке-накопителе, обработке и на выходе коллектора.
  • Желательно дополнить работу солнечной системы дополнительными источниками тепла.

На уровень температурного режима воды влияет то, как и где установлен коллектор, с какой стороны на него светит солнце. Лучше всего, когда прямые солнечные лучи светят на коллектор в течение большей части дня

Важно заметить, что в зимние периоды коллектору нужно обеспечить особые условия для работы, иначе он будет не очень эффективным.

Когда можно установить солнечное отопление

Важно понимать, что перед тем, как сделать солнечное отопление самому, нужно знать,  соблюдено ли несколько обязательных условий:

  • Большое количество солнечных дней в отопительный период (то есть, поздней осенью, зимой и ранней весной). Если же в вашем регионе зимы преимущественно пасмурные, рациональнее будет отказаться гелиосистемы для отопления своими руками в пользу более популярной, которая использует гораздо более доступное топливо.
  • Дом должен быть утеплен. Впрочем, это требование выдвигается при установке всех отопительных систем. Нет смысла пытаться обогреть помещение, в котором извечно ледяные стены.

107a1522da6426c5dfed2ab2358c41d4.jpgУтепление — обязательное условие создания эффективной системы отопления

  • Наличие иной отопительной системы. Если вашей квартире уже существует автономное отопление, подключение к нему солнечного коллектора позволит снизить расход используемого в ранее установленной системе топлива. Кроме того, не придется тратиться на такие элементы отопительной системы, как трубопровод, радиаторы.
  • Проверка уровня инсоляции. Этот показатель делает возможным узнать, насколько эффективным будет солнечное воздушное отопление. Если уровень низок, возможно, следует увеличить площадь используемого солнечного коллектора.

Сколько нужно солнечных батарей для отопления дома

Устройство выгодно использовать для обогрева помещений в районах, где солнечных дней в году не меньше 200. Фотопанели вырабатывают электроэнергию и выдают её в домашнюю сеть на отопительные элементы. Для синхронизации с движением солнца по небосводу панели перемещаются вслед за светилом благодаря системе отслеживания.  Существует несколько типов солнечных батарей:

  • монокристаллические;
  • поликристаллические;
  • аморфные.

Монокристаллические преобразователи представляют собой пластины из кристаллов кремния. Они имеют энергоэффективность в пределах 18%, температуру эксплуатации – 5-25°С. Фотоэлементы их поликристаллов изготавливаются из вязкой кремниевой массы, постепенно отвердевающей до заданного состояния. Максимальное значение КПД -12%. Аморфные или пленочные панели получают методом испарительной фазы кремния, оседающего на полимерной пленке. Имеет самую небольшую производительность – 7%.

e9b7548bb2beb87eab7e43ce1b59f69a.jpg

Внешние элементы поглощают и трансформируют энергию фотонов в упорядоченное движение электронов (отрицательная проводимость n-типа). Их энергия концентрируется в аккумуляторе. Один элемент создаёт мощность, достаточную для работы одной лампочки от 100 до 250 Вт. Панель площадью 30 м2 обеспечит светом небольшой дом. Но для отопления необходимо в разы больше энергии и преобразователь переменного тока — инвертор. Без него обогревательные ТЭНы  с распределительной разводкой работать не будут. Купить солнечные батареи для отопления дома можно в специализированных магазинах.

Важно! Собрать домашнюю мини-электростанцию под силу только подготовленному мастеру. Он поставит систему на обслуживание и даст гарантию

Самостоятельный монтаж приведет к поломке дорогостоящего оборудования.

 Самая эффективная солнечная панель та, которая работает по гибридной схеме. Например, фотоэлементы параллельно подключены к ветрогенератору или общей электросети. Тогда гарантирована безотказная работа системы при отключении одного из элементов. После монтажа всех компонентов инвертор подключается к водонагревателю. Мощность инвертора находится в пределах 250-6000 Вт. Увеличения мощности добиваются параллельным подключением нескольких инверторов. В качестве накопителя энергии используются автомобильные или специальные аккумуляторы.

Для отопления дома и обеспечения его электричеством необходимо установить панели общей мощностью до 20 КВт. Цена комплекта солнечных батарей для отопления дома составляет от 1040600 рублей.  Стоимость панелей с оборудованием, включающим инвертор, аккумуляторы в 10 и 15 КВт колеблется от 522 и от 847 тысяч рублей.  Солнечные батареи для отопления загородного дома обойдутся чуть меньше – 484 тысяч рублей.

ea7c389d41ea2e3aed4bce63c30932ab.jpg

Гелиосистема своими руками

При наличии навыков работы с различным ручным инструментом, начальными знаниями физических свойств различных веществ, а также наличии свободного времени, можно сделать гелиосистему своими руками.

a7cf7fb963dc1b1783c455b457bfd301.jpg

Здесь может быть несколько вариантов создания и построения подобной установки, это и сборка конвектора из заводских комплектующих или его изготовление полностью из подручных средств или создание простых установок, работающих на свойствах жидкостей и атмосферного воздуха.

К таким относятся ниже рассмотренные варианты конструкции.

Термосифонная гелиосистема

Термосифонная гелиоустановка, это простейшая система, работающая на свойствах жидкости (воздуха) циркулировать в системе без установки специального оборудования (насоса), что обусловлено их естественной конвекцией. Данную систему можно использовать в системах горячего водоснабжения и системах подогрева воды в бассейне.

Плотность тепловой и холодной воды различается, что определяет ее перемещение в замкнутом пространстве – горячая вода поднимается вверх, холодная опускается вниз. Схема работы термосифонной системы приведена на ниже следующей схеме:

206c74eae464fb9a3a9eaee45c0089ab.jpg

Для самостоятельного изготовления подобной системы, понадобятся:

  • Две емкости (бочки), одна из которых служит накопителем холодной воды и располагается несколько выше конвектора и второй емкости, служащей распределителем нагретой воды.
  • Система труб, обеспечивающих соединение всех элементов конструкции в единое целое.
  • Конвектор, который собирается из подручных средств.

Для изготовления конвектора можно использовать пластиковые бутылки, из которых собирается батарея. Подобных батарей может быть несколько, и они между собой соединяются последовательно (как на схеме, приведенной выше).

Собранные батареи из бутылок можно поместить в отдельный корпус, в который для большего поглощения солнечного тепла, помещается утеплитель, хотя можно сделать и без него.

Соединение бутылок должно быть герметичным, чтобы исключить протекание воды в местах их соединения.

Кроме пластиковых бутылок можно использовать водопроводный шланг, укладываемый змейкой в смонтированном корпусе или иные подручные материалы, которые способны нагреваться под воздействием солнечных лучей, и которые можно герметично соединить между собой.

Корпус конвектора изготавливается из имеющихся материалов (дерево, пластик, металлический или иной профиль), после чего собранная конструкция размещается на максимально освещенном участке и все ее элементы, соединяются в единое целое.

В емкость накопитель наливается холодная вода и по истечении определенного времени, из емкости распределителя, можно осуществлять разбор нагретой воды.

Воздушная гелиосистема

Одной из простых конструкций, которую можно также изготовить самостоятельно, является воздушная гелиосистема. Данная установка может быть использована для частичного обогрева в южных регионах страны, где воздух прогревается значительно, а потребность в обогреве жилья – невелика.

Принцип действия воздушного коллектора, аналогичен принципу действия термосифонной системы, рассмотренной ранее. Отличительная особенность лишь в теплоносителе, что отражается на устройстве коллектора.

Для того, чтобы изготовить самостоятельно воздушный коллектор можно использовать подручные материалы, это: водопроводные трубы или жестяные банки, профилированный металлический лист или иной материал имеющий профильное сечение.

Схема работы воздушного коллектора приведена на схеме:

Из имеющихся в наличии материалов, как и в случае с термосифонной системой, изготавливается корпус коллектора. При помощи металлического профиля, жестяных банок или путем использования водопроводных труб, создаются ребра, разделяющие воздушный поток на отдельные составные части.

Внутри корпуса укладывается утеплитель, а с наружной стороны, корпус закрывается стеклом, служащим теплоизолятором внутреннего воздуха от наружной среды.

При использовании металлического профиля или иной конструкции, как на приведенной схеме, ребра, разделяющие потоки воздуха могут быть совмещены с панелью, являющейся приемником солнечного тепла. При использовании жестяных банок и водопроводных труб, эту функции выполняют они сами.

С торцов корпуса предусматриваются места крепления коллекторов друг с другом (если их несколько) и для крепления с воздуховодами, обеспечивающими подачу холодного и отвод теплого воздуха.

Обвязка гелиосистемы

Стоимость солнечного коллектора далеко не единственная расходная статья при покупке гелиосистемы. Общая цена включает в себя затраты на бойлер косвенного нагрева, трубы и трубопроводную арматуру. Рассмотрим метод обвязки для системы с принудительной циркуляцией.

18163ee06990c23eaa1d80cce9de0729.jpg

Схема подключения гелиосистемы.

Основные элементы схемы:

  • циркуляционный насос – устанавливается на обратке сразу за бойлером косвенного нагрева;
  • грязевик – устанавливается на обратке перед абсорбером;
  • расходомер – ставится за грязевиком;
  • запорная арматура – устанавливается в ключевых точках, чтобы можно было отсечь часть контура для ремонта или замены элементов.

Не стоит пренебрегать установкой расходомера перед гелиосистемой для отопления. Он позволит вам контролировать количество пропущенной через коллектор воды за единицу времени. Оптимальная скорость теплоносителя в абсорбере составляет 25 л/ч на каждый квадратный метр площади гелиосистемы. Например, если у вас есть солнечный коллектор на 5 м. кв, то через него должно проходить 125 л/час или 2,08 л/мин.

Где купить

Гелиосистемы в целом и их составные элементы, являются специфическим товаром, для приобретения который лучше всего обратиться в организацию, которая специализируется на реализации товаров в этой отрасли энергетики.

Оптимальный вариант, в этом случае, это найти дилера компании, производящей гелиосистемы, и заключить договор поставки.

При невозможности сделать это, и при желании снизить затраты на приобретение оборудования, можно обратиться к сети интернет, где присутствует достаточно большое количество предложений о продаже гелиоустановок, как полной комплектации, так и их отдельных элементов.

Монтаж, расчет и цена солнечных коллекторов для отопления дома

Солнечный коллектор крепится на предварительной собранной раме. На скатной крыше основанием является крепежная консоль из алюминиевого анодированного профиля, которую фиксируют сквозь покрытие кровли в стропильной балке на глубину до 10 см. Место выхода анкера через крышу герметизируется силиконовой резиной.  Встраиваемая в кровлю система позволяет сэкономить на черепице или шифере. Установка производится на специальных браслетах, которые имеют изгиб, повторяющий форму черепицы. Такое огибание позволяет не делать отверстия в самой кровле и одновременно надежно фиксировать систему. Монтаж остальных элементов отопления выполняется в соответствии с законами гидродинамики, соблюдением уклонов для того, чтобы вода могла свободно циркулировать в случае отсутствия электроэнергии.

9ebc291b61fca3b50177cb813c15e321.jpg

Важно! Запрещено монтировать крупногабаритные гелиоколлекторы, предназначенные для встраивания в крышу, на земле или плоской кровле. Следует строго выдерживать угол наклона к горизонту в диапазоне от 35 до 45°

Это обеспечит максимальную производительность оборудования.

Наиболее эффективные солнечные коллекторы находятся в южных областях. Устройство с рабочей площадью 1 м2 за год вырабатывает такое количество тепла, которое сопоставимо при сгорании 300 м3 природного газа. При цене последнего в среднем по 6 рублей за 1 м3 сумма экономии составит 1800 рублей. Устанавливают три бойлера с рабочей площадью нагрева 2,5 м2. Сэкономленной суммы вполне хватит, чтобы зимой полностью отказаться от газа.

Стоимость солнечного коллектора для отопления дома зимой меньше, чем цена проектирования, монтажа и подключения к уличному распределительному газопроводу. Если учесть стоимость газа, то это разница становится еще больше. Расходная часть бюджета по обслуживанию гелиосистемы идет только на электроэнергию, необходимую для работы циркуляционного насоса. Преимуществом солнечного радиатора является отсутствие сложных систем, безопасность и повышенный срок эксплуатации по сравнению с газовыми приборами.

Недостатком агрегата является его большая стартовая стоимость. Цена солнечного коллектора для отопления дома может достигать 1000 евро, а вместе с монтажными работами – больше 2000. Окупается система в течение 5-7 лет. Другой минус – непостоянство работы. Она зависит от солнечных дней. Поэтому такой обогрев является только дополнением к основному.

438f8bdc9c18068957c0b9e812b36483.jpg

Угол наклона

Второй значимый фактор для производительности системы – размещение относительно движения солнца.

  • Сторона света – юг, так как при любых погодных условиях большую часть дня солнце расположено на южной стороне небосвода.
  • Угол наклона – если есть возможность выбирать расположение, то оптимальный угол – 60 градусов. Это положение обеспечивает максимальное попадание солнечных лучей на поверхность в зимнее время. Если выбора нет, то при наклоне менее 30 градусов рекомендуется установить вакуумный коллектор, так как плоский, судя по отзывам специалистов,  себя не оправдывает. На фото – вакуумный вариант.

2256b524ad37e296be195b03892ab28c.jpg

Принцип работы и виды гелиосистем

Принцип их работы основан на нагревании солнечными лучами теплоносителя, который циркулирует в солнечном коллекторе с последующей подачей его в бак-аккумулятор, откуда тепло подается в систему отопления или горячего водоснабжения дома.

Солнечный коллектор представляет собой панель с теплообменными элементами в виде пластин или вакуумных трубок. Попадая на их поверхность, солнечная энергия поглощается ими, тем самым нагревая теплоноситель до 90-110°С, который подается в накопительный бак емкостью 250-300 литров. Он по своей конструкции очень похож на бойлер, также имеет внутренний теплообменник (один или два – в зависимости от количества контуров). Иногда в него дополнительно монтируют электрический нагревательный элемент, который включается, если количества тепловой энергии, получаемой от солнца, недостаточно.

к содержанию

Количество контуров и способы циркуляции теплоносителя

Гелиосистемы могут быть:

  • одно- или двухконтурными;
  • с естественной или принудительной циркуляцией.

В одноконтурных установках (рис. 1) вода в систему водоснабжения или отопления подается непосредственно из бака-аккумулятора. Она же нагревается и циркулирует в солнечном коллекторе. Такая система достаточно проста и имеет высокий КПД. Но имеет и существенные недостатки. Для нормальной ее работы необходима качественная мягкая вода, если в систему подается жесткая вода, а она очень часто бывает именно такой в скважинах и колодцах, то это значительно сокращает эффективность и срок службы оборудования. Кроме того, если в коллекторе циркулирует обычная вода, то в холодное время года она может просто замерзнуть.

191c6aad19723913819e14a4ef44fe41.jpg

Рис. 1 Одноконтурная гелиоустановка с естественной циркуляцией теплоносителя

Двухконтурные гелиосистемы (рис. 2) предполагают наличие двух контуров.

8dcd6922facd2b6515a59e52225ff103.jpg

Рис. 2 Двухконтурная гелиоустановка с принудительной циркуляцией для отопления и горячего водоснабжения дома

В одном циркулирует теплоноситель, получающий энергию в коллекторе (это обычно незамерзающая жидкость) и, через теплообменник в накопительном баке, отдающий ее воде, которая нагреваясь таким образом поступает в систему горячего водоснабжения или отопления дома. Такие системы имеют несколько меньший КПД, но зато могут эксплуатироваться при отрицательных температурах наружного воздуха, да и специальный теплоноситель не будет вызывать коррозии коллектора и не происходит отложение солей жесткости, как в случае использования в качестве теплоносителя воды из колодца или скважины.

к содержанию

Естественная и принудительная циркуляция теплоносителя

В гелиосистемах с естественной циркуляцией (рис. 1), она осуществляется за счет конвекции, то есть за счет того, что более теплая вода имеет меньшую плотность и поднимается вверх, а на место ее поступает более плотная – холодная. Чаще всего по такой схеме работают одноконтурные системы. Преимуществом таких систем является их независимость от наличия электроэнергии.

В системах с принудительной циркуляцией (рис. 2), для ее поддержания используется циркуляционный насос или, чаще всего — насосная станция, которая кроме самого насоса включает автоматику, регулирующую и запорную арматуру, воздушный клапан и расширительный бак. Двухконтурные гелиосистемы, чаще всего, используют именно этот способ циркуляции. Хотя принудительная циркуляция является более эффективной по сравнению с естественной, но требует наличия электроэнергии для работы насоса.

Требования к основному генератору теплоты

В народе есть распространенное мнение, что старые котлы имеющие малый коэффициент КПД, нужно включать в работу так, чтобы они нагревали воду с запасом по температуре. Делается это для того чтобы уменьшить частоту включения горелок, именно из-за них уменьшается эффективность работы системы. Специалисты не рекомендуют применять старые котлы с гелиосистемами, а заменять их современными источниками теплоты. Видео с такими моделями вы можете увидеть в нашей галерее сайта.

Совет. Не стоит экономить деньги на расчетах и монтаже, потому что, выполняя эти работы своими руками, вы можете допустить критические ошибки. Это не тот компонент, на котором можно сэкономить.

В отличие от «допотопных» источников теплоты, новые модели вырабатывают количество теплоты, которое требуется на данный период времени, чтобы получить необходимую температуру теплоносителя. Если происходит нагрев водонагревателя за счет генератора теплоты, то ухудшается КПД системы. Помимо этого, увеличивается температура воды на входе в установку, а, следовательно, качество работы гелиосистемы уменьшается в разы.

Современные источник теплоты Viessmann

Именно по этой причине ведущие специалисты рекомендуют применять нагрев обратки отопления. К тому же эти специалисты советуют использовать конденсационные котлы, при их применении возрастает КПД всего механизма теплоснабжения.

Плюсы и минусы

Использование гелиоустановок, как в прочем и любого технического устройства, имеет свои достоинства и недостатки, которые можно сформулировать следующим образом:

  1. Достоинства применения гелиосистем, как источника энергии:
  • Солнце, это источник бесплатной энергии, количество которой несоизмеримо больше, чем потребности человека на текущий момент времени.
  • Это возобновляемый ресурс, процесс воспроизводства которого, не зависит от процессов его потребления и переработки.
  • Экологическая безопасность процесса получения и преобразования энергии.
  • Возможность создания автономных систем энергоснабжения, вне зависимости от вида энергии получаемого в процессе преобразования.
  • Осуществление работы в автоматическом режиме, без постоянного контроля пользователя установок подобного типа.
  1. Недостатки, свойственные гелиоустановкам:
  • Зависимость от погодных условий, времени года и географического месторасположения.
  • Низкий КПД – для гелиосистем, использующих солнечные батареи (электрические системы) и большие габаритные размеры, для получения большой мощности, как при производстве тепловой, так и электрической энергий.

Солнечные коллекторы для отопления дома зимой

Сегодня довольно популярным и востребованным становится использование альтернативных источников энергии. Самым простым в устройстве можно назвать солнечный коллектор, что увеличивает его роль для использования устройства в бытовых условиях. Покупка гелевых систем отопления довольно затратная.

Многие потребители избегают использования солнечных , так как считают, что, если летом они работают хорошо, но не особой нужны, а зимой толку от них нет, так как солнечные лучи очень слабые.

Потребители также высказывают о том, что зимой установка постоянно покрыта снегом. К тому же, если коллектор накапливает достаточно тепла, то морозный воздух обирает его. Гелиустановка также подвержена механическим повреждениям, например, может значительно пострадать от града.

ecfed3b597e7f97ffbc868261552186e.jpgСовременные модели солнечных коллекторов настолько мощные, что доводят воду до кипения в самую холодную погоду

Аргументы против зимних коллекторов и их опровержение:

  • Проблема засыпки снегом. Ее актуальность касается только коллекторов с плоско-пластинчатой системой. Вакуумные установки устроены так, что снег на них накапливается очень редко, только если на это повлияют особые погодные условия: изморозь и т.д. Если снегопад сопровождается ветром, то панель будет чистой.
  • Холодный воздух отнимает тепло коллектора. Плоско-пластинчатые коллекторы действительно теряют много тепла. Вакуумные модели считаются более совершенными: вакуумная прослойка в них способствует тому, то коллектор усвояет до 95 процентов накопленного тепла.

Некоторые современные модели настолько мощные, что доводят воду до кипения в самую холодную погоду. Град не может повредить коллекторы, так как для их изготовления используют высокопрочные материалы. Конечно, летом коллекторы отличаются большей производительностью, но правильно подобранный коллектор, будет эффективен и в зимний период.

Объект установки и требования к нему

Как вы уже поняли из всего вышесказанного, гелиосистемы работают совместно с обычными источниками теплоты:

  • Газовыми источниками теплоты;
  • Твердотопливными котлами для отопления частного дома;
  • Отопительными котлами на жидком топливе;
  • Электрическими.

В результате такого симбиоза гелиосистема для отопления помогает сэкономить часть топлива благодаря энергии Солнца. Нужно отметить, что наибольшая эффективность такой системы в наших широтах в летний период, когда Солнце находится под оптимальным углом и максимальное время. Увидеть подробности этого явления вы можете на фото внизу.

ebe747289e3914bda876e9957825c9cf.jpg

Производительность по месяцам

Где:

  • Е – производительность плоского коллектора при площади пятнадцать квадратных метров;
  • D – тоже самое при площади пять квадратных метров;
  • С – нагрузка на ГВС;
  • В – нагрузка на отопление постройки нового образца;
  • А – тоже, но постройки старого образца.

Проанализировав эту картинку можно прийти к выводу, что отапливать лишь гелиосистемой можно, но крайне сложно. Главные трудности (соответствие дома требованиям) можно минимизировать за счет идеальной теплоизоляции и небольшой площади. В таком случае гелиосистемы могут взять на себя нагрузку порядка тридцати процентов. Помимо этого необходимо учитывать требования к характеристикам и параметрам самой системы обогрева.

Принцип работы

  Реклама

Что представляет собой гелиосистема

Если вкратце, то суть такой системы в том, что она преобразует солнечную энергию в другие типы энергии. Гелиосистемы на данный момент применяются для получения либо тепловой, либо электрической мощности.

Основной компонент тут – это солнечный коллектор. Главное отличие изделия от солнечной батареи заключается в том, что последняя является «поставщиком» непосредственно электричества. А коллектор же выполняет нагрев теплоносителя.

ab9ed0e4e5b5f3d32c3543494ab263df.jpg

Схема работы солнечной батареи для поставки электричества в дом

То есть устройство накапливает солнечное тепло, которое переносится видимым переносимым светом и инфракрасным излучением, и затем как бы «передает» все накопленное тепло в воду системы отопления и горячего водоснабжения.

Отсюда вытекают основные сферы применения коллекторов:

  1. Отопление и поставка горячей воды в коттеджах, домах и дачах.
  2. Подогрев воды в бассейнах.
  3. Нагрев теплоносителя в системах водяных теплых полов.
  4. Дополнительный элемент отопления в крупных промышленных зданиях и административных учреждениях.

Теперь начнем более подробный обзор.

Принцип работы конструкции

Коллектор стандартного типа представляет собой квадратную или прямоугольную панель, под которой располагается пластина – «поглотитель» тепла. Внутри пластины проходит жидкость-теплоноситель, которая после нагрева переходит в специальный накопительный бак, где уже и собирается основное количество горячей воды.

6d0dec605df6b20bfad863d4d6bca5b0.jpg

Схема работы системы с накопительным баком

Обратите внимание! Накопительную емкость нужно постараться утеплить максимально эффективно, чтобы вода остывала как можно медленнее. Если это будет обычная сталь безо всяких изоляционных прослоек, то вода остынет буквально за ночь в летнее время и за пару часов в зимний период

Принцип тут довольно простой – чем больше площадь поверхности конструкции, тем большее количество тепла способна создать система. По сути, тут действует принцип теплицы – плоскость нагревается и внутри коллектора скапливается огромное количество горячего воздуха.

При этом конструкция имеет очень хорошую, грамотно продуманную теплоизоляцию, благодаря которой накопленное тепло не «уходит» за пределы панели, а гарантированно остается внутри.

8208a606560692b074be5ae648829907.jpg

Пример здания с огромной площадью гелиосистем

Автоматически получается, что гелиосистема для отопления обладает таким важным качеством, как абсолютная экологичность. Ведь тут при нагреве воды не происходит никаких вредных выбросов углекислого газа и токсичных веществ.

Конструкции бывают двух видов:

  1. Активные системы. В них горячая вода подается в бак с помощью специальных электрических насосов.
  2. Пассивные. Тут циркуляция воды происходит естественным способом.

С основными данными закончили, теперь ознакомимся с особенностями системы.

Преимущества и недостатки

Лучше всего разобрать все в сравнительной таблице.

Плюсы гелиосистем: Минусы:
Высокий уровень экономичности – при правильной установке и расчете, снижение затрат на обогрев дома может достигать 30-50%.Все зависит от того насколько верно рассчитана мощность оборудования и насколько хорошо утеплен дом. Что же касается горячего водоснабжения, то тут можно достигнуть и планки в 90-95%.Существует прямая зависимость от погоды и силы солнечного света. Естественно, что в пасмурную погоду гелиосистема будет нагревать воду довольно медленно.Кроме того есть и такой негативный фактор, как сезонная зависимость – в большинстве регионов в зимний период не очень-то и солнечно.
Долгий срок службы, который обычно составляет не менее 25 лет!Инструкция монтажа хоть и довольно проста, но самостоятельно такой сборкой лучше не заниматься. Во-первых, если работы выполняют не продавцы, то срок гарантии автоматически уменьшается, а, во-вторых, тут все-таки требуется определенный опыт и знания.
Во время эксплуатации не требуется постоянного контроля, по сути, можно месяцами не проверять ничего.Система не везде может эффективно работать. Например, если ваша квартира выходит на северную или теневую сторону, то устанавливать коллектор бессмысленно, потому что подогрев в такой ситуации будет очень слабый.

На плоскость приборов попадает тень

Ну и, конечно, нельзя не отметить главную особенность коллекторов – цена систем такого типа довольно высокая и без «прицела» на долгие годы или на большие объемы горячей воды – их покупать нецелесообразно.

То есть если в доме вы проживете несколько лет, то дешевле будет переплачивать за другую энергию. А вот если такую покупку делать для приморского пансионата, например, или для дома, где вы живете постоянно, то это решение однозначно выгодное.

Теперь стоит коснуться одного важного момента. .

Требования к приборам обогрева

Самым оптимальным решением при функционировании гелиосистемы является установка теплых полов. Сама установка выдает теплоноситель с температурой не более пятидесяти градусов, что вполне устраивает «теплый пол», так как он имеет температурный режим 40/30.

8a39211de1bd6e05cd6fc86e01445a07.jpg

Прибор обогрева

Если же говорить о радиаторах отопления, то они эффективно работают в большем режиме – 90/70. Поэтому воду придется догревать в котле, после чего увеличиться температура теплоносителя на входе в коллектор (читайте также о том, как рассчитать отопление).

Важно.  Повышение температуры на входе в гелиосистему приводит к снижению её КПД. Это неоспоримый факт, который делает использование теплых полов более экономически выгодным

Большое значение также играет правильность гидравлического увязывания трубопроводов и батарей. Теплый пол

Отопление на базе солнечного плоского водяного коллектора

Конструктивно солнечный плоский водяной коллектор мало чем отличается от воздушного. Тот же герметичный корпус, слой теплоизоляции, абсорбер, антибликовое прочное стекло. Абсорбер представляет собой металлический лист и прикрепленную к нему изогнутую медную трубку, по которой циркулирует теплоноситель.

Схема плоского коллектора

Различают одноконтурные и двухконтурные системы горячего водоснабжения и отопления. В одноконтурных системах вода, нагретая солнцем в коллекторе, по законам конвекции поднимается и поступает в расширительный бак.

Подразумевается, что бак находится выше коллектора. Если бак находится ниже коллектора, то должна быть организована принудительная циркуляция воды в системе. Холодная вода из бака поступает в коллектор. Бак оборудован поплавковым вентилем, который следит за уровнем воды. При расходе воды – душ, мытье посуды – этот вентиль срабатывает, наполняя бак до заданного уровня. Такая система малоэффективна, поскольку может работать только в светлое время суток.

3da1e902ec3db8c884564fcf66979b80.jpgОдноконтурная система

В двухконтурной системе расширительный бак представляет собой бойлер с мощной теплоизоляцией и двумя теплообменниками. Один теплообменник находится в нижней части бойлера, второй – повыше. Через первый теплообменник проходит горячая вода, нагретая в гелиевом коллекторе. Она передает свое тепло воде в бойлере. Когда наступает темное время суток и этот коллектор прекращает работать, включается вспомогательный источник нагрева воды, и вода в бойлере будет нагреваться от верхнего нагревателя.

3d335551dd0c7538ec0607bb869cc529.jpgДвухконтурная схема гелиевого отопления
1 – коллектор; 2 – бойлер; 3 – насос; 4 — электроподогреватель

Источником энергии для верхнего нагревателя может служить домашняя солнечная электростанция. Из бойлера горячая вода поступает в систему отопления и для бытовых нужд.

Что такое гелиосистема, принцип работы

0d5557b227c23617eae7bc40846b5c28.jpg

Гелиосистема с трубчатым абсорбером.

Гелиосистемы – это специальные теплообменники, которые позволяют энергию солнца направить на отопление дома или подогрев воды ГВС. В принципе, это такие солнечные батареи, по которым циркулирует жидкость. Конфигурация коллектора и материал для его изготовления может отличаться, но принцип работы остается неизменным:

  • жидкость попадает в коллектор и нагревается за счет солнца;
  • из гелиосистемы теплоноситель перекачивается в бак аккумулятор или бойлер косвенного нагрева и отдает свое тепло;
  • остывшая жидкость опять направляется в солнечную батарею.

Важно понимать, что гелиосистема для нагрева воды может полностью обеспечить дом только в летнее время. Зимой эффективность системы низкая

Для отопления это может быть только вспомогательной мерой в помощь к основному обогреву помещения. Гелиосистемы устанавливаются чаще всего на крыше дома, при этом допускается размещение на земле. Главное, чтобы на теплообменник попадало как можно больше солнечных лучей.

Такие установки работают только в тандеме с буферными емкостями (теплоаккумуляторами) и бойлерами косвенного нагрева. Разница заключается в принципе работы этих резервуаров. В теплоаккумулятор теплоноситель попадает прямо из подачи котла, а оттуда вода идет прямо в контур. То же самое касается и гелиосистем. Отбор теплоносителя осуществляется в нижней части, так как вода там холоднее. Буферная ёмкость предназначена для системы отопления.

45961cbefa403f8eaba9f224bcd7f666.jpgЭффективность газовых каминов для отопления ниже, чем котлов на том же виде энергоносителя.

 

Использовать камины для отопления нескольких комнат можно только в тандеме с водяным отоплением. Продолжение .

Бойлер косвенного нагрева используется для ГВС. Нагрев воды осуществляется не напрямую котлом, а через встроенный змеевик. В котлах есть специальный патрубок, куда подключаются трубы от змеевика. Таким образом, получается отдельная петля. Змеевиков может быть несколько: для котла, для гелиосистемы, для тепловых насосов. При этом теплоноситель и нагреваемая вода в баке никак не пересекаются, теплообмен осуществляется исключительно через медные змеевики.

Абсорбер своими руками

Сделать плоский абсорбер для гелиосистемы своими руками можно в домашних условиях. Для начала из медной трубы нужно сделать коллектор, по которому будет циркулировать жидкость. Можно согнуть трубу змейкой или же спаять коллектор в виде лестницы.

e4728cc6de62721f907ce20933165c96.jpgПо цене стальные трубчатые радиаторы отопления дешевле биметаллических и чугунных.

 

О том, какое должно быть расстояние между кронштейнами радиатора читайте .

Затем нужно вырезать из жести лист необходимых размеров. На этот лист кладется коллектор и припаивается. Таких элементов нужно изготовить несколько (3-4 штуки) и соединить их между собой. Получается, что в абсорбере будет 4 патрубка для подачи теплоносителя и 4 для обратки. Собрать все слои абсорбера в единую конструкцию, можно соединив патрубки последовательно или параллельно. При последовательном соединении вода будет больше времени проводить в коллекторе, соответственно, лучше нагреется.

Абсорбер нужно покрасить черной матовой краской и поместить в корпус. Чтобы уменьшить теплопотери на дно корпуса укладывается пенопласт. Все стыки должны быть герметичными, а материалы устойчивы к влаге. Не стоит забывать, что гелиосистема всегда будет находиться на улице.

Электрическое отопление от гелиевых батарей

Речь идет о перспективных направлениях организации электрического отопления, а именно о теплых полах. Сразу, конечно, может возникнуть вопрос о том, сколько потребуется энергии и какова должна быть мощность домашней гелиевой электростанции, чтобы обеспечить нормальное отопление дома. Для того, чтобы получить ответы на эти вопросы, нужно рассмотреть три варианта теплых электрических полов.

Первый вариант самый дешевый по первичным затратам – это электрический кабель, уложенный на теплоизоляционный слой по всей площади помещения и залитый тонкой бетонной стяжкой. Недостатки этого варианта достаточно существенны. Любое повреждение кабеля влечет за собой выход из строя всей системы отопления комнаты, в которой он проложен. Кабель генерирует электромагнитное излучение, которое может сказываться на здоровье жильцов, а также на работе различной аппаратуры. Нагрев помещения происходит по принципу конвекции. В процессе нагрева воздух в помещении становится сухим.

e430f0b470fbdcdff8307db1a1006dd6.jpgКабельный пол

Второй вариант – электрические маты. На всей площади помещения укладываются электрические секции. Эти секции лишены недостатков, присущих кабельному обогреву. В случае выхода из строя одной секции остальные будут работать. Для покрытия не требуется таких жестких условий, как для кабельного пола. Монтаж осуществляется в течение нескольких часов. Вредное излучение отсутствует, пол будет экологически чистым. Нагрев происходит благодаря одно- или двужильному кабелю, составляющем основу нагревательного мата.

038dac85182ce97c1e45ba86566f3c06.jpgЭлектрический напольный мат

И, наконец, последний вариант – тонкопленочный инфракрасный пол. Монтаж производится за несколько часов. Обогрев помещения инфракрасным излучением начинается мгновенно после включения в сеть. Вредные излучения отсутствуют. Воздух в помещении ионизируется, что полезно для здоровья.

0ee9ca07c0a8e927715508be162eb18f.jpgРулон тонкопленочного инфракрасного пола

Напольное покрытие не играет никакой роли. Выход из строя одной секции не сказывается на работе других. Этот вариант наиболее дорогой, но и самый качественный.

Монтаж инфракрасного пола

А теперь к вопросу о затратах. Для организации водяного гелиевого отопления необходимо приобретать полный комплект – коллекторы, бойлер, систему труб, отопительных батарей или труб для водяных полов, насосы, систему управления. А летом все это оборудование будет простаивать. Гелиевая домашняя электростанция может полностью обеспечить потребности дома в электричестве, включая и отопление. Ведь обогрев не будет производиться непрерывно 24 часа в сутки.

По достижении определенной температуры, например, +23°С, датчик температуры отключит систему отопления. По проведенным расчетам общая потребность в электричестве небольшого дома площадью 100 квадратных метров, включая отопление инфракрасными полами, составляет порядка 1000 кВт в месяц, что вполне по плечу средней домашней гелиевой электростанции. А для бытовой горячей воды достаточно поставить небольшой электрический водонагреватель.

Устройство плоского коллектора

Плоские солнечные коллекторы состоят из стального профиля (или алюминиевого, или гальванизированного материла) по периметру, закалённого стекла, абсорбера (металлический лист покрытый специальным покрытием эффективного поглощения солнечных лучей), медных (или алюминиевых) трубок внедрённых в абсорбер по которым циркулирует теплоноситель, теплоизолирующий лист из стекловолоконного композитного материала (такие материалы широко применяют для утепления стен домов — типа Rockwool), и подкладочного листа (пластик или металл).

ea98468db4eddb3c3cd8e96670aeba26.png

Все применяемые материалы производятся специально для эксплуатации в условиях экстремальных температур — от минус 50°C до 250°C и воздействия ультрафиолета. Если применяемые материалы — качественные, то срок службы как правило превышает 10 лет, профилактических и ремонтных работ не требуется.

709cdece0ee5e0d466e0a384e6ee0e20.png

 

Вышеописанная конструкция является приемником тепла. Нагреваясь на солнце, она в дальнейшем передает энергию воде в бойлере через систему труб.

По трубам может циркулировать как вода непосредственно из емкости (прямая передача тепла), так и вода со специальными примесями (косвенная передача тепла).

В последнем случае трубы в виде нескольких колец заведены в саму емкость с водой.

Аккумулятором тепла может выступать любая емкость нужного объема.

Главное условие здесь: она должна выдержать давление системы водоснабжения.

Сейчас на рынке много готовых предложений , что позволяет купить плоский солнечный коллектор в комплекте с баком необходимого объема, а также со всеми комплектующими для подключения системы.

Как показала практика эксплуатации в 2011 году в Московской области — стекло выдерживает попадание града и резкие перепады температур в зимнее время. Чистка стекла владельцом коллектора в Московской области производилась один раз, после наступления весеннего периода.

Принцип работы вакуумного солнечного коллектора

Теплоноситель в вакуумном коллекторе движется по специальной трубке. Сама трубка окружена вакуумом: именно это делает отопительную систему очень эффективной. Вода в таком коллекторе может нагреться до 300 градусов.

Вакуумный коллектор, дополненный параболоцилиндрическими отражателями, может нагревать масло до 390 градусов.

Производительность коллектора увеличивают благодаря установке системы слежения за солнцем. Таки коллекторы используют в быту и в промышленной сфере. Вакуумный коллектор отлично справляется с нагревом теплоносителя даже в холодные периоды.

273ff8fc8a9a76794bd763adc3d04cdf.pngВакуумный солнечный коллектор — высокоэффективная система отопления

Типы гелиустановок:

  • Плоскопластинчатые. Их легко монтировать и использовать. В их состав входят пластины, которые улавливают солнечные лучи, прозрачное покрытие и теплоизоляция, которая закрывает нижнюю поверхность коллектора. Ту сторону пластины, которая обращена к солнцу, покрывают черной краской или особым покрытием (оксидом титана или черным никелем). Лучше всего покрывать пластины медными абсорберами. Покрытие, которое пропускает свет, изготовляют из поликарбоната или закаленного стекла. Зазоры должны быть обязательно загерметизированы.
  • Вакуумные. Абсорбером в этом типе коллектора выступает поверхность трубы, по которой движется теплоноситель. Сама труба находится в круглом прозрачно кожухе, из которого полностью выкачивают воздух. Каждая трубка находится в вакууме. Вакуумный коллектор стоит довольно дорого, но его эффективность оправдывает такую цену. Эффективность коллекторов повышают парабоцилиндрическими отражателями. Они состоят из продолговатых элементов, имеющих вогнутую зеркальную поверхность. Отражатели монтируют за трубками, чтобы на них фокусировался солнечный свет, который не был усвоенным.

Система также состоит из накопительного бака, наполненного водой. Система отопления может быть циркуляционной и принудительной. Главная задача всех гелиосистем – экономия основного энергетического ресурса.

Солнечные коллекторы и комплектующие с гарантией качества

 

76fb8eb06264980b0bd5149f9a2a2832.jpgКомпания ООО «Эксморк» реализует плоские солнечные коллекторы различных производителей. На страницах данной категории представлена продукция следующих торговых марок:

• ARISTON (Италия);• ЯSolar (Россия);• Светогрей (Россия);• Сокол-Эффект (Россия);• FPC (Китай).

Основное назначение — с помощью солнечного света нагревается вода или теплоноситель для нужд отопления или горячего водоснабжения. Энергия солнечных лучей идёт непосредственно в нагрев воды или теплоносителя внутри коллектора. Солнечные коллекторы — успешно применяются по всей территории России.

 

Особенно эффективно применение систем с солнечными коллекторами для:

 

61be04a5a3c3b152d9533b0be7418d1d.jpg

 

1. Нагрева воды для летнего душа, хозяйственных нужд на даче.2. Нагрева воды в бассейне в тёплый период времени.3. Круглогодичного нагрева воды для хозяйственных нужд на объектах где горячая вода потребляется в большом количестве: гостиницы (отели), больницы, санатории, частные коттеджи.

c229b4b7adb608267d137aab0e44f15b.jpg

 

Отопление дома на коллекторах эффективно при совместном использовании с газовыми и электрокотлами, тепловыми насосами — в этом случае клиент получает значительную экономию денежных средств.

 

Солнечные коллекторы применяемые в быту, бывают двух типов: плоские и вакуумные (трубчатые)

 

ea98468db4eddb3c3cd8e96670aeba26.png

Плоские солнечные коллекторы состоят из стального профиля (или алюминиевого, или гальванизированного материла) по периметру, закалённого стекла, абсорбера (металлический лист покрытый специальным покрытием эффективного поглощения солнечных лучей), медных (или алюминиевых) трубок внедрённых в абсорбер по которым циркулирует теплоноситель, теплоизолирующий лист из стекловолоконного композитного материала (такие материалы широко применяют для утепления стен домов — типа Rockwool), и подкладочного листа (пластик или металл).

Все применяемые материалы производятся специально для эксплуатации в условиях экстремальных температур — от минус 50°C до 250°C и воздействия ультрафиолета.Если применяемые материалы — качественные, то срок службы как правило превышает 10 лет, профилактических и ремонтных работ не требуется.

Как показала практика эксплуатации в 2011 году в Московской области — стекло выдерживает попадание града и резкие перепады температур в зимнее время. Чистка стекла владельцом коллектора в Московской области производилась один раз, после наступления весеннего периода.

Для эксплуатации на даче плоского солнечного коллектора, Вам достаточно одного плоского солнечного коллектора подсоединённого к баку двумя шлангами.

709cdece0ee5e0d466e0a384e6ee0e20.png

При нагреве вода по верхнему шлангу поступает в бак, а холодная
вода из нижнего патрубка поступает в коллектор. 

Таким образом
запускается есественная циркуляция и не трубуется никаких дополнительных
элементов — достаточно плоского солнечного коллектора и бака. 

Один
плоский коллектор за летний световой день, способен нагреть воду до 90°C
в течение 7-ми часов в объёме 250-300 литров. Что вполне достаточно для
семьи из 4-х человек.

 

Вакуумные солнечные колекторы 

 

Cостоят из вакуумных тепловых трубок и приёмника тепла — либо бака, либо специального элемента — теплосборника (или его ещё называют теплосъёмником), находящегося наверху панели собранной из тепловых трубок.

3f9a284c508d6c25ec653187715e0d87.gif
       

Вакуумные трубки представляют собой полый медный стержень низкого давления,
запаянный с обоих концов и с расширением в верхней части. 

Внутри него
находится нетоксичная жидкость (солёная вода с медной крошкой примерно 30 мг).

При нагревании жидкости выше
температуры кипения (благодаря низкому давлению внутри стержня она закипает примерно при 60°C) она в парообразном состоянии поднимается в
верхнюю часть – наконечник, температура на котором может достигать
до 250 °С. И там конденсируется, отдавая тепло. А конденсат стекает по
стенкам трубки вниз и процесс повторяется. 

Трубки состоят из колб с двойной стенкой (между стенками вакуум), стержень легко вынимается, что удобно при замене колб, треснувших при транспортировке или эксплуатации.

 

Если у вас дополнительные вопросы по солнечному отоплению и ГВС, пожалуйста обращайтесь к куратору направления «коллекторы, тепловые насосы» Владимиру: т. моб.: +7(951)495-14-34, email: [email protected], skype: vladimir.soldatov9

Рекомендации по установке

В этом списке мы перечислим те моменты, к которым монтажники должны подойти со всей ответственностью.

Итак, важны такие нюансы:

  1. Площадь гелиополя. То есть позаботьтесь проверить, достаточное ли количество панелей вы приобрели. Также часто случается так, что магазин в погоне за прибылью продает слишком большое количество изделий.
  2. Угол наклона коллекторов.

Исходные данные для вычисления оптимального угла наклона прибора

  1. Объем накопительного бака.

Во всех случаях самым лучшим решением будет взять консультацию у независимого специалиста и уже с этими расчетами идти в магазин.

На этом наш обзор завершен, и можно перейти к итогам.

Немного теории

В южных краях, на том же о. Кипр, где солнце по сути светит круглый год, гелиосистемы установлены на каждом доме. И в этом нет ничего удивительного. У нас же всегда считалось, что солнце не такое жаркое, а климат не такой благоприятный, чтобы позволить повсеместно устанавливать гелиосистемы. Математические же подсчёты опровергают эти доводы.

2588d4df0a0b6bd7e74f95604ae1ff3a.jpg

Судите сами. В зависимости от климатических условий и широты местности, среднегодовой поток солнечного излучения на земную поверхность составляет от 100 до 250 Вт/м2, достигая пиковых значений в полдень при ясном небе, практически в любом (независимо от широты) месте — около 1000 Вт/м2. В условиях средней полосы России солнечное излучение «приносит» на поверхность земли энергию, эквивалентную примерно 150 кг у.т./м2 в год, где у.т. — это условное топливо (здесь и далее).

Практическая задача, стоящая перед разработчиками и создателями различного вида солнечных установок, состоит в том, чтобы наиболее эффективно «собрать» этот поток энергии и преобразовать его в нужный вид энергии (теплоту, электроэнергию) при наименьших затратах на установку. Простейшим и наиболее дешёвым способом использования солнечной энергии является нагрев бытовой воды в так называемых плоских солнечных коллекторах.

Тенденция последних трех лет — повышение мощности установок при снижении их цены. Сегодня стоимость вакуумных солнечных систем вполне сопоставима с затратами на традиционные системы отопления.А экономия, которую они дают, существенная

Принцип действия гелиосистемы

Типовая комплектация содержит 5 обязательных компонентов:

  • коллектор – плоский или трубочный;
  • насос для подачи воды;
  • бак-аккумулятор – в нем собирается нагретая вода;
  • контроллер;
  • доводчик – как правило, электрический тэн.

Предлагается два способ установки системы.

  • Аккумуляция – в этом случае нагретая жидкость подается в бак-аккумулятор, нагревает воду, которая  при достижении соответствующей температуры, поступает в подающий трубопровод. В зимнее время нагрев воды недостаточен, поэтому бак дополнительные нагревается и с помощью котла или тэнов.
  • Подача в систему отопления – коллектор соединяется водонагревателем, откуда нагретая  до нужной температуры вода попадает в бак, а затем в трубопровод. Такой способ соединения более выгоден, когда в системе действует котел отопления, так как в этом случае вода в бак попадает уже теплая, а значит, отопительный котел расходует меньше тепла.

151a8c3c56b706957f9e4181b5f6fbf6.gif

Гелиосистема поддерживает как радиаторную систему обогрева, так и напольную.

Установка гелиосистемы

Производить своими руками монтаж возможно только при наличии нужного опыта. Как правило, самостоятельно выполняются работы по размещению системы на баню или душевые. Коллекторы наиболее удобно располагать на крыше – лучше инсоляция и меньше опасности оказаться в тени объектов, что само по себе представляет и сложность, и опасность для жизни.

  • Аппараты размещаются на крыше здания: плоские укладываются на ее поверхности, трубчатые рекомендованы установить на опоры. Дело в том, что снег на плоских аппаратах не задерживается, в то время как с вакуумных его нужно будет очищать.
  • Бак-аккумулятор, насос и теплообменник рекомендуется установить как можно ниже, соблюдая те же условия для естественной циркуляции, что и в обычной водяной системе отопления. Если предполагается установить насос, то расположение коллектора не имеет особого значения.
  • В качестве теплоносителя рекомендуется использовать антифриз, так как зимой угроза замерзания воды сведет на нет все преимущества солнечного обогрева.

На видео демонстрируется установка коллектора своими руками.

Рабочая площадь

Производительность коллектора зависит от площади его рабочего поля и степени освещения. Площадь определяется на основе летней нагрузки: затраты на горячее водоснабжение, поддержку системы, предотвращающую конденсацию, и так далее. Расчеты можно выполнить своими руками: для этого проще всего воспользоваться онлайн-услугой, указав количество обитателей, уровень потребления горячей воды и угол наклона, под которым возможно разместить панель.

0512ff2e712cb5f64bf4d2ef829ac044.jpg

Для отопления в зимний период гелиополе – рабочая площадь аппарата, должно быть в 2– 2,5 раза больше. Более точное значение может установить специалист, учитывающий степень утепления, особенности здания и тому подобное.

Отопление на базе гелиевого вакуумного коллектора

Конструкция такого коллектора принципиально отличается от конструкции плоского коллектора. Он составлен из множества герметичных трубок, запаянные наконечники которых вставлены в трубу первичного теплообменника. Каждая такая трубка представляет собой полый стеклянный цилиндр, из которого для получения максимально эффективной теплоизоляции откачан воздух.

Схема вакуумного коллектора

Внутри этого цилиндра помещена пластина абсорбера с плотно пригнанной к нему медной трубкой, наполненной легко закипающей жидкостью. Под воздействием даже рассеянного света эта жидкость начинает кипеть, происходит интенсивное парообразование. В наконечнике пар отдает свое тепло, конденсируется, конденсат опускается вниз. При этом температура наконечника может превышать +250°С. В качестве основного теплоносителя, как правило, используется антифриз, не замерзающий зимой в ночное время. Маломощный насос обеспечивает циркуляцию теплоносителя в системе бойлер-коллектор.

c31eb4e3468fe14fa5f865eb6eb9644b.jpgВакуумный коллектор

В бойлере теплоноситель отдает свое тепло и возвращается обратно, будучи уже охлажденным. С наступлением темноты гелиевый нагрев прекращается, вода в бойлере нагревается верхним нагревателем, работающим от внешнего источника энергии.

Как выбрать гелиоустановку

Выбор вида гелиоустановки и ее мощности зависит от того назначения, для которого она предназначена и района проживания: количество солнечных дней в году и минимальная температура воздуха зимой. Так как в наших широтах зимой имеют место отрицательные температуры, то лучшим выбором будут двухконтурные установки с теплоносителем в виде незамерзающей жидкости.

Если с помощью гелиосистемы будет осуществляться только горячее водоснабжение дома, тогда потребуется установка меньшей мощности и соответственно меньшая площадь солнечного коллектора. Если же с помощью солнечной энергии предполагается и отапливать дом, то здесь мощность установки и площадь коллекторов должна быть значительно большей. Так площади солнечного коллектора 4-6 м2 будет достаточно, чтобы обеспечить на 50-70% горячее водоснабжение в доме. Площади 10-12 м2 уже должно полностью хватать для горячего водоснабжения и частично – для отопления.

Полное обеспечение дома тепловой энергией возможно только при площади солнечного коллектора больше 12 м2 . Хотя это зависит еще и от размеров самого дома и насколько эффективно он утеплен. Если же солнечной энергии, в какой-то период для отопления будет недостаточно, например при значительном похолодании или отсутствии солнечной погоды, то для этого в отопительный контур параллельно подключают резервный котел: электрический, газовый или другой, в зависимости от доступности того или иного вида топлива.

к содержанию

Установка и ориентация

9d5ad220bfc939f8a3826793ba546c19.jpg

Солнечные коллекторы на крыше дома и перед бассейном

Солнечные коллекторы, в зависимости от их вида и площади, можно установить как на крыше дома, так и на открытой площадке возле дома, обязательно с южной стороны

Очень важное значение имеет и угол их наклона. Чем он ближе к значению 90° по отношению к солнечным лучам, тем лучше будет нагреваться теплоноситель в них

Наилучшим вариантом здесь были бы системы с автоматическим регулированием угла наклона. Но такие гелиосистемы имеют большую стоимость. Если же коллекторы закрепляются неподвижно, то они должны быть ориентированы на юг или максимально близко к этому направлению.

Срок окупаемости

Окупаемость гелиосистем зависит, как от самой их стоимости, так и он цены на традиционный виды энергии, которые используются для отопления в той или иной местности. Для Европы, где гелиоустановки пользуются наибольшей популярностью, срок окупаемости, в среднем, составляет до 5 лет. Для средней полосы России, а также сопредельных стран он будет, как минимум, в два раза больше. Хотя, учитывая постоянный рост цен на энергоносители, со временем, он будет сокращаться. При этом, необходимо учитывать, что даже используя гелиоустановки, как дополнительное отопление или для горячего водоснабжения можно экономить от 40 до 70% топлива других, традиционных видов.

Видео по теме:

Поделитесь материалом в соц сетях:

Вывод

  • Оптимальными объектами для поддержки системы отопления с помощью Солнца являются дома малой площади и с высокой степенью теплоизоляции
  • Гелиосистема может покрыть до 30% нагрузки на отопление дома
  • В системе теплоснабжения дома обязательно должен быть использован традиционный источник тепла – котел, желательно конденсационный
  • Необходимая площадь гелиополя для поддержки системы отопления в 2-2,5 раза больше, чем для системы горячего водоснабжения
  • Оптимальный угол наклона солнечных коллекторов — 60°
  • Необходимый удельный объем емкостного водонагревателя для системы отопления и ГВС – 50 – 90 л/ м2 гелиополя (в зависимости от типа коллекторов)
  • Солнечные коллекторы могут успешно поддерживать систему отопления, как с радиаторами, так и с системой напольного отопления.

 

 

Солнечные водонагреватели для отопления и горячего водоснабжения купить >>>

Узнать больше:

  • Солнечный коллектор для бассейна>>
  • Нагрев воды солнцем>>
  • Работа для солнца>>

Остались вопросы? Напишите нам: 

Добавить комментарий

Adblock
detector