Рекомендации ПК «АНДИ Групп» при выборе солнечной водонагревательной системы для горячего водоснабжения (ГВС) и отопления загородных домов, дач и коттеджей.

Производственная компания «АНДИ Групп» активно занимается внедрением и развитием энергосберегающих технологий на основе солнечных вакуумных коллекторов. Солнечные водонагревательные установки торговой марки «АНДИ Групп» успешно применяются как на бытовом, так и на промышленном уровне.

Солнечный коллектор для ГВС и отопления как выбрать?

Предлагаем ознакомиться с рекомендациями производственной компании «АНДИ Групп» по выбору солнечной водонагревательной системы для горячего водоснабжения (ГВС) и отопления загородных домов, дач и коттеджей.

Солнечные сплит-системы могут полностью обеспечить Вас горячим водоснабжением (ГВС), но не смогут полностью заменить традиционные источники тепла для отопления помещения. Они точно помогут Вам сэкономить ресурс существующего котла и потребляемого им энергоресурса, такого как: газ, жидкое или твёрдое топливо, электроэнергия (от 30 до 60% в год).


Выбор объёма солнечного водонагревателя для горячего водоснабжения.

Для обеспечения ГВС Вам необходимо учитывать, что, как правило, солнечные системы (из-за их инертности) устанавливаются из расчёта расхода горячей воды 100 литров на 1 человека (при средней норме 50-60 л/чел. в день для магистральных систем многоквартирных домов). Мощности стандартной 300 -литровой системы будет достаточно для нагрева 300 литров воды в диапазоне +35-70°С в течение светового дня (в зависимости от исходной температуры воды, времени года и погоды).

О возможности применения солнечной сплит-системы для отопления дома.

Для расчёта системы солнечных коллекторов, необходимых для поддержания отопления Вашего здания надо знать тепловые потери с кв. метра площади, площадь дома, объём теплоносителя, имеющегося у Вас в системе отопления. Как правило, системы, рассчитанные на применение для отопления, должны быть специально спроектированы под конкретный объект. Для прикидочного расчёта Вам может быть достаточно нижеприведённой информации:

Для отопления Вам может понадобиться в зависимости от степени утепления здания бойлер объёмом не менее 3-х кратного объёма теплоносителя, используемого в имеющейся у Вас системе отопления, при стандартных потолках высотой 2,5-2,8 м..
е., если у Вас в системе отопления циркулирует 100 литров теплоносителя, то Вам будет необходима система с бойлером объёмом не менее 300 литров. Количество вакуумных трубок, от которых зависит непосредственно тепловая производительность системы, будет подбираться в зависимости от индивидуальных особенностей Вашего дома. При этом надо понимать, что увеличивать мощность стандартной системы более, чем в два раза не рекомендуется, т.к. это повлечёт за собой проблемы с утилизацией тепла в летний период (надо будет либо закрывать часть коллекторов либо сбрасывать тепло в бассейн и т.п. место).

Мы предлагаем в любом случае переходить на альтернативные источники энергии поэтапно. Это позволит не только избежать чрезмерных затрат на приобретение и монтаж оборудования, но и предоставит возможность проверить на собственном опыте эффективность этого решения.

В качестве пробного шага Вы можете сперва установить сплит-систему в стандартной комплектации (12 вакуумных трубок на 100 литров емкости бака), т.е., вполне вероятно, что для Вашей системы отопления и Вашего климата будет наиболее подходить система с 300 л. баком, в стандартной комплектации к которой идет два коллектора по 18 трубок каждая (всего 36 трубок).

Если в ходе эксплуатации выяснится, что этого недостаточно – можно будет добавить ещё один-два таких же коллектора вакуумных трубок, либо другой коллектор, но с общим количеством не более 72 трубок.

Ещё надо иметь в виду, что эффективность солнечных систем в декабре и январе будет очень мала (самые короткие дни, Солнце проходит низко над горизонтом). Т.е. рассчитывать на обеспечение одновременно ГВС и отопления за счёт этого источника в течение данного времени не приходится (если не подключать дополнительный источник тепла).


солнечная сплит-система Стандарт

В стандартной комплектации сплит-система «Стандарт» (ГВС + отопление) включает в себя:

  • Накопительный двухконтурный стальной бак с двумя медными теплообменниками

Внутренний бак — нержавеющая сталь SUS 304-2B (1,2-2,0мм, в зависимости от объёма бака);
Наружный слой – гальванизированная окрашенная сталь (0,55мм);

  • Рабочую станцию, которая включает в себя:

контроллер SR868C8Q; циркуляционный насос; расходомер; группу безопасности с манометром, предохранительным клапаном и арматурой для присоединения расширительного бака, заправки и промывки замкнутого теплового контура солнечного коллектора (коллекторов) и накопительного бака; крепление на стену, теплоизоляционную оболочку, расширительный бачок (объём расширительного бака – в зависимости от объёма сплит-системы);

  • Солнечный коллектор SCH состоящий из:

алюминиевой рамы, вакуумных трубок (с трехслойным высокоселективным эффективным покрытием) с медными тепловыми трубками (диаметр конденсатора 14 мм).

Дополнительно Вам понадобится:

Необходимый объём теплоносителя, длина и диаметр медных или нержавеющих труб, количество утеплителя, способного выдерживать температуру до 200 градусов Цельсия – определяются в зависимости от протяжённости магистралей от коллекторов до бойлера (бака-накопителя).

ВАЖНО! Необходимо понимать, что солнечная сплит-система системы «Стандарт», имеющая в своём составе только один накопительный бак (бойлер), даже с несколькими теплообменниками, не сможет одновременно обеспечивать Вас ГВС и отоплением.

Для одновременного решения нескольких задач (обеспечение ГВС, поддержка системы отопления, системы тёплого пола) могут применяться более сложные системы «ЭЛИТ», предлагаемые нашей компанией и укомплектованные бойлерами различных модификаций, произведёнными в Италии под торговой маркой «АНДИ Групп». Это могут быть бойлеры моделей «Sigma» и «Inox Tank» (системы бак в баке) либо бойлеры моделей «Omicron» и целого ряда других, имеющих поистине уникальные возможности за счёт применения инновационных технологий по разделению и направлению водных потоков внутри бака.

Во время Вашего обращения наши специалисты могут проконсультировать Вас по выбору необходимого именно Вам комплекта оборудования, чтобы с учётом Ваших пожеланий и финансовых возможностей максимально эффективно решить поставленные Вами задачи. Мы рады будем видеть Вас в числе наших довольных клиентов.


Мы не торгуем качеством. Мы поставляем качественное оборудование! Главная рекомендация от Производственной компании «АНДИ Групп» помните, что Удовольствие от хорошего качества длится дольше, чем радость от низкой цены!

ЗАКАЗАТЬ РАСЧЁТ

Заказать расчёт гелиосистемы

Если выбор солнечной сплит-системы вызывает у Вас затруднение, оставьте заявку на расчёт и квалифицированные специалисты нашей компании помогут подобрать солнечную водонагревательную систему удовлетворяющую Вашим потребностям.

Заказать расчёт

andi-grupp.ru

Работает ли зимой солнечный коллектор?


Как свидетельствует статистика (данные приведены в Википедии), на 1 тыс. россиян приходится примерно 0,2 кв. м применяемых у нас солнечных коллекторов, тогда как в Германии этот показатель составляет 140 кв. м, а в Австрии – целых 450 кв. м. на 1 тыс. жителей.

Столь значительную разницу нельзя объяснить одними только климатическими условиями.

Ведь на большей части России за день поверхности земли достигает такое же количество солнечной энергии, как и на юге Германии – в теплое время эта величина составляет от 4 до 5 кВт*ч/кв. м.

Чем же вызвано наше отставание? Отчасти оно обусловлено сравнительно низкими доходами россиян (гелиоустановки являются пока довольно дорогим удовольствием), отчасти – наличием собственных крупных газовых месторождений и, как следствие, доступностью голубого топлива.

Но немалую роль сыграло и предвзятое отношение со стороны многих потенциальных пользователей, считающих установку солнечного коллектора нецелесообразной. Дескать, летом и так тепло, а зимой от подобной системы мало проку.

Вот какие аргументы выдвигают скептики касательно эксплуатации гелиоустановок зимой:

  1. Установку постоянно засыпает снегом, так что солнечное излучение достигает ее не так уж часто. Если, конечно, владелец не дежурит постоянно на крыше с веником или щеткой.
  2. Холодный морозный воздух отбирает почти все тепло, накапливаемое коллектором.

Часто упоминают и всесезонный поражающий фактор – град, который может разнести гелиоустановку вдребезги.

Чтобы понять, насколько справедливы эти доводы, рассмотрим устройство различных видов солнечных коллекторов.

Устройство и область применения в быту

На сегодняшний день применяются такие типы гелиоустановок: плоскопластинчатые и вакуумные

Плоскопластинчатые

Это самые простые и дешевые устройства. Они состоят из улавливающей солнечное излучение пластины (абсорбера), прозрачного покрытия и закрывающей нижнюю поверхность теплоизоляции. На обращенную к солнцу поверхность пластины наносят черную краску или особое покрытие, например, из оксида титана или черного никеля. Оно называется селективным. Наиболее эффективными являются абсорберы, изготовленные из меди.

Светопропускающее покрытие выполняют из специального профильного поликарбонатного листа (с рифлением) или закаленного стекла, почти полностью очищенного от металлических примесей.

Все зазоры между корпусом коллектора и прозрачной крышкой герметизируются, что способствует уменьшению теплопотерь вследствие конвекции.

В воздушных коллекторах используемый в качестве теплоносителя воздух омывает непосредственно абсорбер – с одной или с двух сторон. В устройствах, ориентированных на применение жидкостного теплоносителя (вода, масло или антифриз), к абсорберу могут быть прикреплены медные или алюминиевые трубки, в которые этот теплоноситель подается.


Если не отбирать накапливаемое плоско-пластинчатым коллектором тепло, он сможет нагреть воду до температуры в 190 – 210 градусов.

Вакуумные

Роль абсорбера в таком коллекторе играет поверхность трубки, по которой протекает теплоноситель. При этом сама она заключена в круглый прозрачный кожух, из которого выкачан воздух. Таким образом, каждая трубка с теплоносителем окружена, подобно колбе термоса, вакуумом.

Вакуумный коллектор стоит дороже, но зато является более эффективным: с его помощью воду можно нагреть уже до 250 – 300 градусов.

Значительно повысить производительность вакуумного коллектора можно при помощи параболоцилиндрических отражателей. Это продолговатые элементы с вогнутой зеркальной поверхностью, которая в поперечном сечении образует параболу. Такие отражатели устанавливаются в коллекторе за трубками, фокусируя на них весь неусвоенный солнечный свет.

Оснащенная такими элементами установка может нагревать теплоноситель (применяется масло) до температуры в 300 – 390 градусов. Чтобы еще больше увеличить производительность коллектора, его оснащают системой слежения за солнцем.

Прочие элементы системы

Помимо собственно коллектора в гелиоустановке имеется накопительный бак с водой, которой при помощи встроенного теплообменника передается накопленная теплоносителем энергия.

Существуют системы как с естественной циркуляцией теплоносителя (накопительный бак устанавливается выше коллектора), так и с принудительной – при помощи насоса (бак можно устанавливать на любом уровне).


Применение

В быту гелиоустановки применяются для приготовления горячей воды, в том числе для бань, подогрева бассейна либо в качестве дополнительного источника тепла для системы отопления. В промышленности сфера применения таких систем является более широкой: на их основе сооружают опреснители воды, парогенераторы (пар приводит в движение различные машины) и даже электростанции.

Эффективность зимой

Эффективно ли отопление дома солнечными коллекторами зимой?

Ну что же, теперь посмотрим, как различные виды солнечных коллекторов работают в условиях зимы. Напомним, что противники внедрения таких установок выдвигают следующие аргументы:

  1. Засыпка панели снегом: данная проблема актуальна только для плоско-пластинчатых коллекторов. На трубках вакуумных установок, как показала практика, снег задерживается только в тех редких случаях, когда в силу особых погодных условий на их поверхности образуется изморозь. Если же во время снегопада дует хотя бы слабый ветер (от 3 м/с), панель точно останется чистой.
  2. Из-за того, что коллектор окружен холодным воздухом, все тепло с коллектора улетучивается: этот аргумент опять же справедлив только в отношении плоско-пластинчатых коллекторов. Действительно, зимой производительность такой установки в сравнении с летней уменьшается пятикратно. В более совершенных вакуумных моделях прослойка вакуума позволяет сберечь до 95% усвоенного тепла. Самые современные модели даже в сильный мороз способны довести воду до кипения.

  3. Коллектор легко может быть поврежден градом: в заводских условиях коллекторы изготавливаются из высокопрочных материалов. В Сети можно найти видеоролики, снятые во время испытаний панелей на ударную прочность. Коллекторы обстреливают стальными шариками и нетрудно заметить, что удар они держат очень хорошо.

Плюсы и минусы гелиосистемы

Говоря о солнечных коллекторах в целом, можно выделить следующие их достоинства:

  1. Им присущ более высокий КПД по сравнению с фотоэлектрическими элементами и ветрогенераторами.
  2. Усваиваемая с их помощью энергия является абсолютно бесплатной.
  3. Работа солнечного коллектора полностью безвредна для экологии: используемый ресурс – солнечное тепло — является неисчерпаемым и усваивается напрямую, без сжигания чего-либо и загрязнения окружающей среды.

Теперь укажем слабые места гелиоустановок:

  1. Коллекторы заводского изготовления стоят пока сравнительно дорого – от 500 до 1000 дол. Таким образом, стоимость системы из 2-х коллекторов с монтажом может достигать 2,5 тыс. дол.
  2. Из-за переменчивости погодных условий производительность коллектора не является стабильной.

Отзывы

По свидетельствам владельцев гелиосистем, подобная установка окупается примерно за 7 – 10 лет. У одного из пользователей, проживающего в Московской области, 3 вакуумных солнечных коллектора (в каждом по 15 трубок) обеспечивают подогрев воды для бани.

Система оснащена баком накопителем объемом 300 л, в котором вода летом даже при переменной облачности закипает за 2 – 3 часа (без отбора тепла). Во время простоя бани производимое коллекторами тепло направляется на подогрев бассейна.

Те, кто пока не готов тратить значительную сумму на покупку фирменного коллектора, изготавливают такие устройства своими руками. Одному из пользователей, проживающему в Подмосковье, удается летом снимать с 1 кв. м самодельного коллектора до 500 Вт энергии. Зимой этот показатель падает до 100 Вт.

microklimat.pro

Что это такое

Солнечный коллектор — это несложное устройство, использующее видимый свет и инфракрасное излучение Солнца для нагрева рабочей среды. Принцип его работы основан на поглощении тепла поверхностью с низкой отражающей способностью.

От ближайшего собрата — фотоэлектрической солнечной батареи, коллектор отличает куда более высокая эффективность: если фотоэлектрические элементы преобразуют в электроэнергию не более 15% солнечной энергии, то коллекторы позволяют утилизировать до 80%.

Основная проблема, мешающая использовать солнечные коллекторы для отопления дома в качестве основного источника тепла — непостоянная тепловая мощность. Она связана:

  • С суточными циклами освещенности. Ночью по понятным причинам выработка тепла падает до нуля. Больше того: поддержание положительной температуры циркулирующей через коллектор воды требует дополнительных энергозатрат;
  • С погодой. При плотной облачности освещенность (и, соответственно, тепловая мощность прибора) снижается.

Зимой , когда работает отопление, преобладает пасмурная погода. Кроме того, зимой выработка тепла коллектором падает примерно на четверить даже в ясные дни. Это происходит из-за изменения угла падения солнечных лучей, вызывающего зимнее похолодание.

Разновидности

В продаже можно встретить две разновидности приборов для утилизации солнечной энергии:

Изображение Разновидность прибора
Солнечные коллекторы для отопления дома Плоский имеет форму прямоугольной коробки с прозрачным защитным стеклом и зачерненной для максимального поглощения солнечной радиации подложкой.
table_pic_att14908115783 Вакуумный выглядит как группа стеклянных колб, объединенных общим конденсатором.

Плоский

Плоские коллекторы конструктивно проще вакуумных, но несколько менее эффективны. Теплоноситель нагревается, проходя через трубки, закрепленные на теплопроводной металлической подложке — медном или алюминиевом листе.

Снизу подложка теплоизолирована, сверху — защищена прозрачным для солнечной радиации материалом (закаленным стеклом с низким содержанием металлов или поликарбонатом).

Наиболее эффективен плоский коллектор с медными трубками, припаянными к формованной медной подложке. Коллектор с трубками из сшитого полиэтилена поглощает меньше тепла за счет их более низкой теплопроводности.

Ключевые характеристики плоских коллекторов выглядят так:

  • Максимальная температура нагрева теплоносителя — 200-210 °С;
  • Поглощение солнечного тепла — до 70%;
  • Падение эффективности в снежную погоду — минимально. Прозрачный лист, защищающий абсорбер (подложку с трубками), нагревается при работе, и снег быстро тает;
  • Теплопотери — до 30% за счет непосредственного контакта нагретого в коллекторе воздуха с защитным стеклом;

Потери тепла плоским коллектором увеличиваются по мере падения уличной температуры. При -20 °С и ниже прибор полностью прекращает вырабатывать тепло.

  • Парусность — высокая, что может привести к проблемам с установкой в регионах с ветреными зимами;
  • Установка — под произвольным углом к горизонту. Положение прибора должно лишь обеспечить его максимальную освещенность в течение светового дня.

Вакуумный

Вакуумный коллектор объединяет несколько трубок — термосов. Внутренняя колба каждой трубки покрыта высокоселективным (поглощающим максимальное количество тепла) покрытием, внешняя колба прозрачна. Благодаря вакууму между ними теплопотери за счет непосредственного контакта с воздухом минимальны — не более 5%.

Быстрый нагрев теплоносителя обеспечивается переносом тепла по принципу тепловой трубки. Теплоноситель испаряется в нижней части колбы и в виде пара поднимается вверх в конденсатор, где при возвращении в жидкое состояние отдает накопленное тепло, а потом самотеком опускается вниз.

Чем вакуумный коллектор отличается от плоского в практическом плане?

  • Максимальная температура теплоносителя: до 300 °С;
  • Поглощение солнечного тепла: до 80%. Высокая эффективность обеспечивается максимальным поглощением тепла адсорбирующим слоем на внутренних стенках колб и вакуумом между стенками, исключающим перенос энергии за счет конвекции;
  • Падение эффективности в снег — есть, поскольку благодаря минимальным теплопотерям поверхность колб почти не нагревается;
  • Парусность: минимальна, поэтому приборы подходят для регионов с сильными ветрами;
  • Установка: под углом не меньше 15-20 градусов к горизонту. При меньших углах наклона колбы перестанут выполнять роль тепловых трубок: конденсирующийся теплоноситель перестанет самотеком возвращаться в их нижнюю часть.

Исследование образцов

Давайте ближе познакомимся с несколькими образцами коллекторов обоих типов.

ЯSolar

Параметр Значение
Материал абсорбера Медь
Площадь светопоглощающей поверхности 2 м2
Номинальная тепловая мощность 1,5 кВт при интенсивности освещения 900 Вт/м2 и уличной температуре 20 °С
Габаритные размеры 2065х1073х105 мм
Масса пустого коллектора 37 кг
Внутренний объем 1,4 л
Стекло Антибликовое, толщина 3,2 мм, светопрозрачность 92%
Толщина теплоизоляции 60 мм
Страна-производитель Россия
Цена 21700 рублей

СОКОЛ-ЭФФЕКТ-А

Параметр Значение
Номинальная тепловая мощность 1,5 кВт при интенсивности освещения 900 Вт/м2 и уличной температуре 20 °С
Размеры 1093х2008х76,7 мм
Внутренний объем 1,4 л
Масса пустого коллектора 32 кг
Стекло Антибликовое, толщина 3,2 мм
Площадь поглощающей поверхности 2,06 м2
Материал абсорбера Алюминий
Страна-производитель Россия
Цена 21900 рублей

KAIROS VT 15B ARISTON

Параметр Значение
Количество трубок 15
Размеры 1910х1840 мм
Масса 51 кг
Площадь поглощающей поверхности 1,5 м2
Внутренний объем 4,6 л
Внешний диаметр вакуумных трубок 70 мм
Температура стагнации (прекращения нагрева) 206 °С
Рабочее давление 6 атмосфер
Цена 77965 рубля

Очумелые ручки

Трудно ли сделать своими руками коллектор для обогрева дома или для его обеспечения горячей водой?

Простейшая конструкция представляет собой уложенную в деревянную раму и накрытую полиэтиленом полиэтиленовую трубу для водоснабжения, уложенную спиралью. Сверху для уменьшения теплопотерь абсорбер укрывается полиэтиленовой пленкой.

Однако у такого импровизированного коллектора есть ряд недостатков:

  • Низкий КПД, поскольку теплообменник не контактирует с подложкой по всей ее площади, и много тепла бесполезно рассеивается;
  • Энергозависимость. Без циркуляционного насоса теплоноситель будет нагреваться вплоть до разрушения обладающих низкой температурой размягчения трубок;
  • Слабая защищенность от ветра и случайных механических повреждений.

Если вы хотите изготовить прибор, который можно длительное время использовать для отопления частного дома — вот пошаговая инструкция.

Изображение Этап работ
table_pic_att149081158911 Свариваем каналы для теплоносителя с верхним и нижним коллекторами. В качестве материала лучше использовать профильную трубу размером от 20х20 мм: ее плоские кромки обеспечат тепловой контакт с подложкой абсорбера.

К коллекторам нужно приварить патрубки с резьбами размером 1/2-3/4 дюйма для выводя теплоносителя.

table_pic_att149081159012 Привариваем к трубкам подложку — стальной лист толщиной 3 мм. Шаг между прихватками — не больше 20 см. Такой шаг исключит прогиб листа и нарушение его теплового контакта с трубками.
table_pic_att149081159013 Собираем вокруг готового абсорбера деревянную раму. С обеих сторон между листом абсорбера и кромками рамы должны остаться зазоры, обеспечивающие укладку утеплителя и установку стекла. Не забудьте пропитать древесину антисептиком.
table_pic_att149081159214 Сверлим в раме отверстия под патрубки для выводя теплоносителя.
table_pic_att149081159215 Утепляем адсорбер с тыльной стороны минеральной ватой, затем зашиваем утепление фанерой, ОСП или досками.
table_pic_att149081159316 Красим адсорбер черной кремнийорганической жаростойкой краской. Обычные краски для наружного применения (ПФ, НЦ и так далее) при высокой температуре быстро начнут шелушиться.

Затем проклеиваем края рамы резиновым оконным уплотнителем и закрываем обычным оконным стеклом толщиной 4 мм.

Если остекление собирается из нескольких листов, герметизируем стыки силиконовым герметиком.

table_pic_att149081159517 Прижимаем стекло к раме алюминиевым или оцинкованным уголком, предварительно проклеив его фронтальную сторону оконным уплотнителем.

Схема подключения

Как подключить коллектор к системе отопления?

В качестве накопителя тепла используется теплоаккумулятор, или буферная емкость — большой теплоизолированный бак с водой.

В системе отопления формируется два контура:

  1. Между коллектором и буферной емкостью;
  2. Между буферной емкостью и отопительными приборами.

Днем тепло гелиосистемы используется для нагрева теплоносителя в теплоаккумуляторе, ночью и в пасмурную погоду оно расходуется на поддержание постоянной температуры в доме. Для приготовления ГВС используется бойлер косвенного нагрева, в теплообменнике которого теплоноситель отдает тепло воде для хознужд.

По мере охлаждения воды в теплоаккумуляторе температура батарей будет снижаться. Поддерживать ее постоянной поможет узел смешения, состоящий из трехходового термостатического клапана и дополнительного циркуляционного насоса.

Оценка эффективности

А теперь давайте попробуем оценить, насколько выгодно и эффективно отопление солнечными коллекторами. В качестве примера я использую собственный дом. Его отапливаемая площадь равна 155 квадратным метрам, что с учетом севастопольского климата и качества утепления дает потребность в суммарной мощности системы отопления в 15 кВт. Энергопотребление за сутки составит 15х24=360 кВт·ч тепла.

Расчет площади коллекторов

С учетом сезонных колебаний инсоляции квадратный метр земной поверхности на широте Севастополя получает в среднем 5 киловатт-часов тепла в сутки. В холодное время года, во время отопительного сезона, инсоляция снижается примерно на четверть — до 4 кВт·ч/м2. С учетом реального КПД коллектора с квадратного метра его площади можно получить не более 4*0,8=3,2 киловатт-часа тепловой энергии в сутки.

Стало быть, полная площадь коллекторов должна быть не менее 360/3,2=112,5 м2. При стоимости одного источника тепла площадью 2 квадрата в 20000 рублей (типичная цена недорогого плоского коллектора) расходы только на покупку коллекторов составят (112,5/2)х20000=1125000 рублей.

Дорого?

Не то слово.

Кроме того:

  • Расходы дополнительно увеличатся, поскольку тепло нужно будет накапливать. Теплоаккумулятор, узел смешения и разводка отопления будут отнюдь не бесплатными;
  • Система не будет энергонезависимой. Энергию будут круглосуточно расходовать циркуляционные насосы, а в сильные холода по ночам понадобится использование дополнительных источников энергии (ТЭНов, электрокотла, твердотопливного котла и т.д.), которые не позволят теплоносителю замерзнуть.

Расчет периода окупаемости

Быть может, дорогостоящий солнечный коллектор для дома быстро окупится?

Давайте подсчитаем период окупаемости того же плоского коллектора площадью два квадрата, производящего 6,4 кВт·ч тепла в сутки. В качестве отправной точки возьмем источники самого дорогого (электрокотел) и самого дешевого (газовый котел) тепла.

Произведенный электрокотлом киловатт-час энергии обходится в ценах начала 2017 года примерно в 5 рублей. Ежесуточная экономия на электричестве при использовании одного плоского коллектора составит 6,4*5=32 рубля, период окупаемости — 20000/32=625 дней, или чуть меньше двух лет.

Если основной источник тепла — газовый котел, то киловатт-час энергии будет обходиться уже в 70 копеек (0,7 рубля). Суточная экономия от одного коллектора будет равной 6,4*0,7=4,48 рубля, а период окупаемости вырастет до 20000/4,48=4464 дней, или 12 лет. С учетом среднего срока службы коллектора в 10-15 лет это означает «никогда».

Выводы

Вот какие выводы я сделал лично для себя:

  1. Отопление дома только от солнца обойдется непомерно дорого на фоне альтернатив. Тепловые насосы и их разновидность — инверторные кондиционеры — в качестве источника тепла выглядят куда интереснее;

Тепловой насос на каждый киловатт тепловой мощности перекачивает в дом до 5 киловатт тепла. Источником энергии для него служат низкопотенциальные источники с относительно низкой температурой — грунт, вода в незамерзающих водоемах и уличный воздух.

  1. В качестве дополнительного источника тепла солнечный коллектор можно использовать только в том случае, если у вас нет магистрального газа. Он действительно несколько сократит ваши расходы на отопление, но не сделает его бесплатным.

Заключение

Надеюсь, что этот материал поможет уважаемому читателю избежать ошибок при проектировании отопления. Как обычно, дополнительную информацию вашему вниманию предложит видео в этой статье. Жду ваших дополнений к ней. Успехов, камрады!

otoplenie-gid.ru

Солнечный коллектор для отопления

У поверхности этого прибора низкая отражающая способность, за счет чего поглощается тепло. Для обогрева помещения этот механизм использует свет солнца и его инфракрасное излучение.

Чтобы нагреть воду и отопить жилище хватит мощности простого солнечного коллектора. Это зависит от конструкции агрегата. Человек может самостоятельно сделать монтаж оборудования. Для этого не нужно использовать дорогие инструменты и материалы.

Конструкция

Строение оборудования простое. Прибор представляет собой прямоугольную пластину, состоящую из нескольких слоев:

  • покрышка из антибликового закаленного стекла с обрамлением;
  • поглотитель;
  • нижняя изоляция;
  • боковая изоляция;
  • трубопровод;
  • стеклянная завеса;
  • алюминиевый атмосферостойкий корпус;
  • соединительные штуцеры.

Система включает в себя 1—2 коллектора, накопительную емкость и аванкамеру. Конструкция организована замкнуто, поэтому солнечные лучи попадают только в нее и превращаются в тепло.

Принцип работы

Основа функционирования установки — термосифонная. Теплоноситель внутри оборудования циркулирует самостоятельно, что поможет отказаться от использования насоса.

Нагретая вода стремится вверх, оттесняя тем самым холодную и переправляя ее к тепловому источнику.

Коллектор представляет собой трубчатый радиатор, который вмонтирован в древесный короб, одна плоскость которого сделана из стекла. Трубы при изготовлении агрегата используются стальные. Отведение и подведение выполняются трубами, применяемыми в устройстве водопровода.

Конструкция работает так:

  1. Коллектор преобразует солнечную энергию в тепло.
  2. Жидкость поступает в бак-накопитель через подающую магистраль.
  3. Циркуляция теплоносителя происходит самостоятельно либо с помощью электронасоса. Жидкость в установке должна отвечать нескольким требованиям: не испарятся при высоких температурах, быть нетоксичной, морозоустойчивой. Обычно берут воду дистиллированную, смешанную с гликолем в пропорции 6:4.

Солнечный концентратор

Прибор для аккумулирования энергии лучей солнца, имеет функцию теплоносителя. Служит для фокусирования энергии на приемнике излучателя внутри изделия.

Существуют следующие виды:

  • параболоцилиндрические концентраторы;
  • концентраторы на плоских линзах (линзы Френеля);
  • на сферических линзах;
  • параболические концентраторы;
  • солнечные башни.

Концентраторы отражают излучение с большой плоскости на маленькую, что помогает достичь высоких температур. Жидкость вбирает тепло и перемещает к объекту обогрева.

Виды коллекторов, работающих от энергии солнца

В настоящее время существует несколько разновидностей солнечных отопительных коллекторов.

Плоский, его монтаж своими руками

Этот прибор состоит из панели, в которую вмонтирована пластина абсорбера. Этот вид устройств самый распространенный. Себестоимость агрегатов демократичная и зависит от вида покрытия, фирмы производителя, мощности и площади обогрева. Цены на оборудование такого типа — от 12 тыс. рублей.

Фото 5

Фото 1. Пять солнечных коллекторов плоского типа, установленных на крыше частного дома. Приборы находятся под наклоном.

Сфера применения

Подобные коллекторы чаще устанавливаются в частных домах для отопления комнат и снабжения помещения горячей водой. Приборы справляются с тем, чтобы подогреть вод для летнего душа на даче. Эксплуатировать их уместно в теплую и солнечную погоду.

Конструкция плоского коллектора

Состав прибора:

  • защитное стекло;
  • медные трубки;
  • теплоизоляция;
  • поглощающая поверхность с высокой степенью абсорбции;
  • алюминиевая рама.

Коллектор, у которого присутствует трубчатый змеевик, является классическим вариантом. Как альтернативу в самодельных конструкциях применяют: полипропиленовый материал, алюминиевые банки из-под напитков, резиновые садовые шланги.

Дно и грани системы обязательно нужно теплоизолировать. Если абсорбер соприкасается с корпусом, то возможны потери тепла. Внешняя часть устройства защищена закаленным стеклом с особыми свойствами. В качестве теплоносителя берётся антифриз.

Принцип действия

Жидкость нагревается и поступает в накопительную емкость, из которой в охлажденном виде перемещается в коллектор. Конструкция представлена в двух вариантах: одноконтурная и двухконтурная. В первом случае жидкость сразу идет в бак, во втором — проходит по тонкой трубке через воду в емкости, прогревая объем помещения. По мере движения она охлаждается и перемещается обратно в коллектор.

Фото 7

Фото 2. Схема и принцип работы солнечного коллектора плоского типа. Стрелками указаны части прибора.

Плюсы и минусы

Агрегаты подобного типа отличаются следующими достоинствами:

  • высокой производительностью;
  • низкой себестоимостью;
  • длительной эксплуатацией;
  • надежностью;
  • возможностью самодельного монтажа и обслуживания.

Плоские коллекторы подходят для работы в южных областях с теплым климатом. Их минусом является высокая парусность из-за большой поверхности, поэтому сильный ветер может сорвать конструкцию. Производительность падает в холодную зимнюю погоду. Устанавливать агрегат в идеале следует на южной стороне участка или дома.

Вакуумный

Прибор состоит из отдельных трубок, объединенных вверху и составляющих единую панель. По сути, каждая из трубок является самостоятельным коллектором. Это эффективный современный вид, пригодный к использованию даже в холода. Вакуумные устройства более сложные по отношению к плоским, поэтому стоят дороже.

Фото 8

Фото 3. Солнечный коллектор вакуумного типа. Прибор состоит из множества трубок, закрепленных в одной конструкции.

Сфера применения

Применяются для горячего водоснабжения и обогрева больших посещений. Чаще используются на дачах и в частных домовладениях. Монтируются на фасадах зданий, скатных или плоских крышах, специальных опорных конструкциях. Функционируют в холодном климате и при коротком световом дне, не снижая при этом эффективности. Из-за высокой действенности применяются также на сельскохозяйственных угодьях, промышленных предприятиях. Этот тип распространен в государствах Европы.

Конструкция

В состав устройства входит:

  • тепловой накопитель (бак с водой);
  • контур для циркуляции теплообменника;
  • сам коллектор;
  • датчики;
  • приемник.

Конструкция агрегата представляет собой ряд трубчатых профилей, установленных параллельно. Приёмник и вакуумные трубки сделаны из меди. Блок стеклянных трубок отделен от внешнего контура, благодаря чему деятельность коллектора не прекращается при выходе из строя 1—2 трубок. Изоляция из полиуретана применяется в качестве дополнительной защиты.

Принцип действия

Работа конструкции основана на нулевой теплопроводности вакуума. Промеж трубок образуется безвоздушное пространство, которое надежно сохраняет тепло, образуемое от лучей солнца.

Вакуумный коллектор работает так:

  • энергия солнца принимается трубой внутри вакуумной колбы;
  • нагретая жидкость испаряется и поднимается в область конденсации трубы;
  • теплоноситель стекает вниз от зоны конденсации;
  • цикл повторяется заново.

Благодаря такой работе намного выше уровень теплоотдачи, а теплопотери низкие. Энергию удается сохранить за счет вакуумной прослойки, которая эффективно улавливает тепло.

Фото 10

Фото 4. Схема устройства вакуумного солнечного коллектора. Составные части прибора указаны стрелками.

Плюсы и минусы

Преимущества устройств этого типа:

  • долговечность;
  • устойчивость в эксплуатации;
  • доступный ремонт, возможно заменить только один элемент, вышедший из строя, а не всю конструкцию;
  • низкая парусность, способность противостоять порывам ветра;
  • максимальное поглощение солнечной энергии.

Оборудование дорогое, окупить которое получится только через несколько лет после использования. Цена комплектующих также высока, при их замене может потребоваться помощь профессионала. Система не способна самоочищаться ото льда, снега, инея.

Типы вакуумных коллекторов

Изделия бывают двух видов: с косвенной и прямой тепловой подачей. Функционирование конструкций с косвенной подачей осуществляется от давления в трубах.

В устройствах с прямой тепловой подачей емкость-теплоноситель и стеклянные вакуумные приспособления монтируются к каркасу под определенным углом, через соединительное кольцо из резины.

Оборудование подключается к линиям водопровода через клапан запора, а контролирует уровень воды в емкости фиксирующий клапан.

Воздушный

Вода намного более теплоемка, чем воздух. Однако ее использование сопряжено с рядом бытовых проблем при эксплуатации (коррозия труб, контроль давления, смена агрегатного состояния). Воздушные коллекторы не так прихотливы, имеют простую конструкцию. Приборы нельзя считать полноценной заменой остальным видам, но снизить коммунальные расходы они в состоянии.

Сфера применения

Оборудование такого типа используется в воздушном обогреве домов, осушительных системах и для рекуперации (обработки) воздуха. Применяется для просушки сельскохозяйственной продукции.

Конструкция

Состоит из:

  • адсорбера, поглощающей тепло панели внутри корпуса;
  • внешней изоляции из закаленного стекла;
  • тепловой изоляции между стенкой корпуса и поглотителем;
  • герметичного корпуса.

Фото 12

Фото 5. Воздушный солнечный коллектор для обогрева дома. Прибор закреплен вертикально на стене здания.

Прибор располагается близко к объекту обогрева из-за больших теплопотерь в воздушных магистралях.

Принцип действия

В отличие от водных коллекторов, воздушные не накапливают тепло, а сразу пускают его в утепление. Солнечный свет попадает на внешнюю часть устройства и нагревает ее, воздух начинает циркулировать в конструкции и отапливает помещение.

Спроектировать воздушный коллектор можно самостоятельно, используя в изготовлении подручные материалы: пивные банки из меди или алюминия, панели ДСП, алюминиевого и металлического листа.

Фото 13

Фото 6. Схема устройства воздушного солнечного коллектора. На чертеже обозначены основные части прибора.

Плюсы и минусы

Достоинства:

  • дешевизна устройства;
  • возможность самостоятельной установки и ремонта;
  • простота конструкции.

Из недостатков: ограниченная сфера применения (только обогрев), низкая эффективность. Ночью оборудование будет работать на охлаждение воздуха, если его не закрыть.

Выбор комплекта солнечных коллекторов для отопительной системы

Выбор устройства зависит от целей, на которые будет направлена работа конструкция. Гелиосистема применяется для поддержки воздуха, обеспечения горячего водоснабжения, подогрева воды для бассейна.

Мощность

Чтобы рассчитать возможную мощность гелиосистемы, следует знать 2 параметра: солнечной инсоляции в определенном регионе в нужное время года и эффективную площадь поглощения коллектора. Эти цифры необходимо перемножить.

Можно ли использовать коллектор в зимний период

Вакуумные устройства справляются с работой в холодном климате. Плоские показывают низкую производительность в морозы и лучше подойдёт для южных областей.

Меньше других для функционирования в холоде подходит воздушная конструкция так, как ночью она не способна нагревать воздух.

Неудобства доставляют сильные осадки, ведь зимой оборудование часто засыпает снегом и требуется регулярная чистка. Морозный воздух отбирает накопленное тепло, а сам коллектор может быть поврежден градом.

Учёт сферы применения

В промышленности использование гелиосистем более распространено. Энергию солнца применяют в работе электростанций, парогенераторов, опреснителей воды. Для нагрева воды, обогрева дачи или бани в бытовых условиях чаще устанавливают вакуумные коллекторы, реже — плоские. Воздушные системы помогают снизить стоимость отопления, благодаря обогреву воздуха в дневное время.

Работа вакуумных коллекторов на треть более эффективнее, чем функционирование плоских. За год экономия составляет на 20—25% больше. К подбору и установке трубчатых коллекторов следует отнестись серьезно, поскольку по сравнению с другими они более подвержены разрушительному действию осадков.

Техническая информация

При покупке коллекторов обращают внимание на условия эксплуатации. Наиболее важными параметрами будут общая площадь отопления, активная площадь, показатели теплопотерь, угловой коэффициент, параметры КПД.

Знание этих данных позволит рассчитать производительность работы конкретного агрегата. Покупатель имеет право потребовать у продавцов соответствующие расчеты и имеющиеся сертификаты.

Отопление с помощью солнечных батарей

В странах, где две трети дней преимущественно ясные, устанавливают солнечные батареи. Эти устройства работают на основе фотоэффекта и переводят энергию солнца в тепло.

Принцип действия

Это оборудование делится на автономное и функционирующее от сети электропитания. Первые накапливают энергию в аккумулирующих устройствах, что позволяет продолжать обогрев в отсутствие света. Приборы второй категории через специальный инвертор подсоединяются к электросети. Это оборудование довольно надежное, но приостанавливает работу в случае отсутствия электроэнергии.

Плюсы и минусы

Использование солнечных батарей помогает обеспечить бесперебойную работу систем пожарного оповещения, охранного слежения и конструкции отопления.

Они экологичны, износоустойчивы и функционируют бесшумно.

К недостаткам относят низкую производительность, особенно в умеренном и прохладном климате. Первоначально оборудование требует больших вложений, окупается долго, необходимо большое количество вспомогательной техники и квалифицированное обслуживание.

Популярные производители

Лучшие мировые разработчики солнечных батарей:

  • Sharp (Япония);
  • First Solar (США);
  • Suntech Power Ко (Китай);
  • Trina Solar (КНР);
  • Yingli Green Energy (Китай).

Полезное видео

Посмотрите видео, в котором рассказывается, как работают солнечные коллекторы в зимнее время.

Выгоды от использования

Фактором при определении функциональности коллекторов выступает регион проживания потребителя. Чем больше ясных дней в году в этой местности, тем выше будет полезное действие агрегата. В любом случае использование энергии солнца для отопления позволит в большей или меньшей степени снизить затраты на коммунальные услуги и быть независимым от отопительных служб.

ogon.guru



Добавить комментарий

Ваш e-mail не будет опубликован. Обязательные поля помечены *

Этот сайт использует Akismet для борьбы со спамом. Узнайте как обрабатываются ваши данные комментариев.

Adblock
detector