Солнечный коллектор, описание, как выбрать, схемы подключения
Солнечный коллектор — массивный прибор, использующий даровую энергию солнца для разогрева теплоносителя (жидкости). Применяется для приготовления теплой воды и для отопления.
В Европе запрещено строить новые дома без солнечных коллекторов. А как лучше поступить у нас, какой солнечный коллектор выбрать и стоит ли применять вообще ? — рассмотрим далее….
Солнечный коллектор не дешев сам по себе. Энергия получается бесплатно, но стоимость оборудования может и не окупиться с течением времени. Отчего это зависит, и как правильно поступить, рассматривая возможность применения солнечных коллекторов?
Виды солнечных коллекторов
Предназначение солнечного коллектора – нагреть жидкость от энергии Солнца.
По конструкции различают три вида солнечных коллекторов.
Пластинчатые плоские – в основе пластина из металла, или пластика, покрытая поглотителями солнечного света – никелем, черной медью…. К пластине (адсорберу) прикреплены трубки из меди, по которым движется теплоноситель. Или другой вариант — две пластины с выдавленными контурами половинок труб, при скреплении образуют панель с ходами, по которой движется теплоноситель.
Теплоноситель может двигаться через пластинчатый коллектор по двум схемам:
- параллельная, может применяться и для схем, где жидкость движется самотеком;
- змейкой одна трубка — только для насосных схем подачи теплоносителя, но она эффективнее.
Чтобы тепло от разогрева солнцем тут же не терялось (разогрев может быть 150 – 180 град С) вся конструкция помещается в термоизолированный короб с остеклением чаще двукамерным стеклопакетом. Применяется самоочищающееся и ударопрочное стекло.
Для летнего нагрева воды в бассейнах, для душа, могут применяться совсем дешевые солнечные коллекторы с пластиной из пластика без остекления и термоизоляции вовсе. Начинают греть воду при энергии солнца от 200 Вт/м2. Но их эффективность все равно на порядок выше, чем у бочки летнего душа. Такие решения популярны, так как оборудования быстро окупается, хоть оно имеет и весьма узкое предназначение.
Трубчатая конструкция
Здесь трубки с теплоносителем помещены в трубы из стекла, из которых удален воздух (вакуум). Отсутствие воздуха нужно для теплоизоляции — чтобы тепло не убегало наружу. Также на стекло труб нанесены:
- с нижней стороны светоотражающее покрытие, оно фокусирует солнечный свет на трубке с теплоносителем;
- с верхней стороны — особое металлизированное покрытие, пропускающее свет от солнца, но не выпускающее отраженную снизу энергию.
Ряды таких стеклянных трубок подсоединяются параллельно к сборным трубкам в теплоизоляции, от которых по теплоизолированному трубопроводу разогретый теплоноситель поступает в дом.
Тепловые трубки
Внешне похожи на трубчатые коллектора, но процесс преобразования энергии иной. В трубах с вакуумом находятся еще одни прозрачные трубки – тепловые трубки. В них содержится особая легко испаряющаяся жидкость. Разогретый пар поднимается в верхнюю часть трубы, где расположен теплообменник. На нем пар конденсируется, при этом выделяется энергия и теплоноситель внутри теплообменника разогревается.
Сконденсировавшаяся жидкость стекает вниз по трубке и испаряется вновь от разогрева солнцем. Процесс испарения и конденсации идет постоянно.
Сколько имеется солнечной энергии и как ее преобразовывать
Солнечный свет различают:
— прямой — солнце не закрыто тучами и не посредственно светит на солнечный коллектор;
— рассеянный – солнце за облаками, но его тепло все равно можно использовать. 
В южной части Росси и стран СНГ (южнее 52 параллели) доля прямого солнечного света составляет:
— 30% зимой.
Для южных регионов России и стран СНГ максимальная мощность излучения солнца может достигать:
— в декабре — 80 Вт/м2;
— в сентябре и апреле – 350 Вт/м2;
— в июне – 600 20Вт/м2.
При этом нужно учитывать, что:
— трубчатый коллектор начинает работать при 20 Вт/м2,
— плоский – при 70 -90 Вт/м2.
Поэтому трубчатый вакуумный коллектор способен работать круглый год.
Солнечные коллектора для южных регионов целесообразно применять только для разогрева воды в системе горячего водоснабжения. Тогда они окупятся.
Если применить их для отопления, они в большинстве случаев не окупаются.
Дело в том, что отопление необходимо в основном зимой и совсем не нужно летом. А зимой энергия солнца совсем не большая….
Горячая же вода нужна круглый год. Для ее приготовления можно использовать солнечную энергию и в межсезонье и летом. На приготовление воды для ГВС в теплый период года солнечный коллектор отдаст в разы больше энергии, чем для отопления в холодный, и поэтому может окупиться.
Но окупаемость – вещь относительная. Если в доме используется дорогие энергоносители, не магистральный газ и не твердое топливо, то солнечный коллектора на фоне таких затрат могут выглядеть и как окупаемое вложение.
В целом же на территории Росси и стран СНГ энергия солнца южнее 52 параллели составляет 1000 – 1400 кВт*ч/м2/год.
Какие системы выбрать
Пластинчатые коллектора дешевле трубчатых, особенно недороги бюджетные модели с пластиной из пластика.
Но нужно учитывать их КПД в зависимости от количества солнечного света и способность преобразовывать рассеянный солнечный свет.
Если не углубляться в сложные расчеты с температурами, то можно привести следующие выводы (на рисунке указаны КПД различных конструкций солнечных коллекторов, в зависимости от приведенной температуры (интенсивности освещения).
- Чем ниже температура теплоносителя, тем выше КПД коллектора. Дайте в первую очередь поработать солнечному коллектору, а потом включайте подогрев.
- Плоский коллектор летом при прямом солнечном свете имеет больший КПД, чем трубчатый. Поэтому для ГВС летом и в межсезонье лучше использовать более не дорогие, летние коллектора. Как указывалось, для только летнего подогрева, подходят аппараты дешевые без теплоизоляции.
- Когда энергии солнца мало, то эффективнее трубчатые коллекторы. Они лучше подходят для использования круглый год в системе отопления. Но такое оборудование может и не окупиться за время его эксплуатации в наших условиях.
Для ГВС рекомендуется выбирать такой коллектор, чтобы получать от него не более 70% от энергии необходимой на нагрев. Если увеличивать площадь коллектора и таким образом добиваться более высокой температуры, то из-за падения КПД коллектор не окупится.
- Для приготовления горячей воды лучше подойдет коллектор площадью 1,0 — 1,4 метра кв. на одного человека.Расчет солнечного коллектора весьма прост. Например, для ГВС на пять человек – не менее 5 — 7 м кв.
- Для системы отопления от солнечного коллектора должно поступать максимум 20 – 30% энергии. Тогда в среднем площадь коллектора – 0,4 м кв. на 1 м кв. дома.
Расчет солнечного коллектора для системы отопления, — для дома 200 м кв. – площадь около 70 м кв.
Как устанавливать
Оптимально устанавливать солнечный коллектор на крыше, тогда он не занимает место на участке. Но доступ для обслуживания должен быть обеспечен – необходим лаз, лестницы. Конструкция крыши и дома, должны выдерживать тяжелый коллектор, в том числе и возможные ветровые нагрузки.
Поверхность прибора должна быть перпендикулярной солнечным лучам. Тогда будет максимум энергии. Чаще выбирают определенный угол, который позволяет получать наибольшее среднесуточное количество энергии. Это направление на юг с возможным разбросом в 15 градусов в каждую сторону.
Предусматривается возможность регулировки наклона по сезону – меняется угол наклона вслед за солнцем.
Угол наклона равняется примерно географической широте местности. Зимой угол увеличивают на 15 градусов. Летом наоборот уменьшают на 15 градусов.
Схемы подключения солнечных коллекторов
Приведены типичные схемы подключения солнечных коллекторов без указания всего оборудования. Основное правило: солнечный коллектор должен передавать энергию теплоаккумулятору — бойлеру ГВС или буферной емкости отопления, которые оборудуются теплообменником для подключения солнечного коллектора.
Аккумулятор обязательно оборудуется дополнительным подогревом от электричества или от котла. Ведь в пасмурную погоду энергии можно и не дождаться.
В этой схеме коллектор можно расположить и на крыше, если бойлер разместить в верхней части чердака. Трубопроводы должны хорошо теплоизолироваться — не менее 100 мм толщины утеплителя. Гидравлическое сопротивление системы уменьшают – применяют трубы большего диаметра и коллектора для самотека. Можно ознакомится подробней — системы с самотечным движением жидкости
Следующая схема – солнечный коллектор нагревает бойлер косвенного нагрева (в нагреве которого участвует и котел). Используется насос, так как целесообразней устанавливать бойлер в котельной возле котла.
Схема подключения солнечного коллектора на буферную теплоаакумулирующую емкость. Эта схема для круглогодичного использования и подогрева солнцем системы отопления в доме.
Солнечный коллектор подключен на отдельный бак-аккумулятор, для нагрева отопления или ГВС. Эта схема часто применяется, когда получение тепла от солнца встраивается в уже работающие системы в доме, чтобы не менять имеющееся оборудование.
Самая дешевая и простая схема с солнечным коллектором для применения только летом на дачах. Бак применяется без теплообменника, а коллектор может быть дешевым летним. В контуре коллектора движется та же вода, что используется для ГВС. Нагретая вода накапливается в верхней части бака, откуда и забирается для нужд.
Также в контур обогрева солнечным коллектором обязательно включаются;
— аварийный клапан повышенного давления — жидкость может сильно разогреваться и кипеть;
— расширительный бак закрытого типа объемом не менее 1/10 данного контура;
— автоматический воздухоотводчик;
Принимаются меры по контролю и недопущению ухода воды из бойлера, ведь контур солнечного коллектора может быстро перегреться. Ставится обратный клапан на холодный трубопровод.
Также оборудуются средства автоматики, которые управляют циркуляционными насосами по командам с датчиков температуры, например, чтобы отключить контур, когда нагрева от солнца нет. Обязательная автоматика приводит к удорожанию всей системы.
Для системы, которая должна работать круглый год в качестве теплоносителя нужно применить незамерзайку. Для летней работы лучше использовать воду, а затем сливать осенью.
Мы рассмотрели, как солнечный коллектор выбрать и как подключить. Энергоносители (углеводороды) сейчас недорогие, поэтому, популярней дешевые летние коллектора. А что будет дальше….
stroy-block.com.ua
Подробная схема солнечного коллектора для дома
Высокая стоимость всеми привычных энергоносителей, которые зачастую используются в обиходе человека, заставляют людей не останавливаться на достигнутом и искать всё более усовершенствованные источники электроэнергии, которые бы ничуть не уступали уже имеющимся, а даже были в ряде показателей лучше и надёжнее. Одним из альтернативных и широко используемых вариантов взамен обычной энергии считается солнечная.
С ней человек уже хорошо знаком, поэтому её использование достаточно эффективно развито в различных областях жизни. К примеру, холодную воду можно без труда нагреть благодаря солнечной энергии. Это стало возможным за счёт солнечного коллектора, который поглощает энергию солнца и перерабатывает её в уже тёплую энергию, а она затем и передаётся теплоносителю.
Содержание
Солнечный коллектор своими руками может сделать абсолютно каждый желающий, и не обязательно ему быть профессионалом в этом деле. Ведь конструкция классического коллектора очень проста: чёрная металлическая пластина помещается в пластмассовый или стеклянный корпус, поверхность которого впитывает в себя солнечную энергию.
Солнечный коллектор: виды и подвиды теплоносителей
В зависимости от того, какую температуру могут достигать пластины коллектора, их можно разделить на следующие виды:
- Коллектор низкой температуры;
- Коллектор средней температуры;
- Коллектор высокой температуры.
Солнечный коллектор низкой температуры не сможет дать энергию с большой мощностью. Он сможет нагреть воду не теплее 500 С.
Коллекторы средней температуры могут прогреть воду уже до 850-900 С. Такие солнечные коллекторы для отопления дома и помещений подходят наиболее оптимально.
А коллекторы высокой температуры пользуются большим спросом в индустриальных предприятиях и крупных заводах, поэтому своими силами их сделать просто не представляется возможным.
Вид солнечного коллектора
Все интегрированные солнечные энергоносители подразделяются на:
- Плоские солнечные коллекторы;
- Воздушные коллекторы;
- Жидкостные энергоносители;
- Накопительные интегрированные солнечные коллекторы.
Термосифонный солнечный теплоноситель
Накопительные интегрированные солнечные коллекторы по-другому называют термосифонными коллекторами. Его основное предназначение заключается не только в подогреве воды, но и для поддержания нужной температуры определённое время. Эти коллекторы не имеют насосов, поэтому они гораздо дешевле остальных разновидностей.
Термосифонный солнечный коллектор изготавливается в виде конструкции с одним баком, который заполнен водой и помещён в теплоизоляционный короб. Поверх бака находится стеклянная покрышка, через стекло которой проходит солнечная радиация и нагревает воду.
На приобретение такого солнечного коллектора не потребуются большие затраты, к тому же он не сложен в эксплуатации и прост в обслуживании.
Единственным недостатком солнечного коллектора является то, что в зимнюю пору пользоваться в полную силу им вряд ли удастся.
к меню ↑Плоский теплоноситель
Схема нагрева воды в бойлере с помощью солнечного коллектора
Плоский солнечный коллектор внешне схож с обычным плоским металлическим ящиком, внутри которого находится чёрная пластинка, через которую проходит солнечная энергия.
Стеклянная покрышка ящика накапливает солнечную радиацию. Так как стекло обладает низким содержанием железа, вся скопившаяся энергия переходит на пластинку.
Ящик плоского коллектора теплоизолирован, а чёрная пластинка – термовоспринимающая, поэтому из такой конструкции и выделяется тепло. А так как КПД пластинки не больше 10-15%, её дополнительно покрывают аморфным полупроводником.
Плоские энергоносители предназначены для нагрева воды в саунах, бассейнах, а также для отопления жилых комнат и других бытовых нужд.
к меню ↑
Жидкий солнечный коллектор
Жидкий солнечный коллектор может быть как остеклённым, так и неостеклённым. А также с замкнутой системой теплообмена или с разомкнутой. Но их всех объединяет принцип работы теплоносителя, в основе которого заложена жидкость.
к меню ↑Воздушный теплоноситель
Схема сушки зерна с помощью солнечного коллектора
Воздушный солнечный коллектор отдалённо напоминает работу жидкого коллектора. Но на его установку и приобретение уходит гораздо меньше денежных средств. Кроме того, воздушные теплоносители не замерзают при отрицательной температуре воздуха и не подтекают.
Воздушные солнечные коллекторы хороши при сушке сельскохозяйственной продукции.
к меню ↑Концентрат
Помимо всех вышеперечисленных видов и подвидом солнечных коллекторов выделяют также концентраторы. Главной отличительной чертой концентратов от коллекторов является концентрация солнечной радиации. Это представляется возможным за счёт зеркальной поверхности конструкции, благодаря которой солнечные лучи направляются на поглотители.
Наиболее существенным минусом такого типа коллектора является невозможность нормального функционирования в непогожие дни.
То есть концентраты подходят только для работы в странах, где постоянно поддерживается жаркий климат.
к меню ↑Солнечная печь и дистиллятор
И последней разновидностью солнечных коллекторов можно считать печи, работающие за счёт солнечной радиации и дистилляторы. Принцип работы дистилляторов заключается в испарении воды. Таким образом, они не только обеспечивают теплоэнергией, но и производят очистку воды. По такому же алгоритму работают и солнечные печи.
к меню ↑Солнечный коллектор: принципы и тонкости рабочего процесса
Прежде чем начать изготовление солнечного теплоносителя самостоятельно, необходимо внимательно изучить основные правила его функционирования и составляющие всей конструкции. Как не выглядело бы парадоксальным, но конструкция солнечного коллектора устроена довольно просто – в основу принципа его работы заложены обычные физические законы, в соответствии с которыми жидкость, обладающая более высокой плотностью, вытесняет жидкость с более низкой плотностью.
В принципе, такая же схема работы заложена в функционирование отопительной системы при естественном движении теплоносителя: более тёплая вода поднимается кверху за счёт более прохладной воды. Основным различием между естественным отоплением и солнечным теплоносителем является только способ нагрева воды – при коллекторе вода нагревается за счет солнца.
Солнечные панели, встроенные в крышу дома
Исходя из такого принципа, можно сделать вывод, что конструкция солнечного теплоносителя весьма простая: вертикально находящийся змеевик, в котором вода постепенно поднимает по мере нагревания кверху, а затем поступает в накопительную ёмкость, из которой и набирают уже подогретую жидкость. Чтобы солнечные коллекторы для дома, изготовленные своими руками, работали более эффективно, необходимо установить естественное перемещение жидкости.
Исходя из вышеперечисленных тонкостей и нюансов работы коллекторов, складывается принцип установки многочисленных узлов альтернативных солнечных обогревателей. Чтобы жизненно важная циркуляция жидкости была грамотно обеспечена без использования насоса, солнечный коллектор для отопления должен находиться на самой высокой части здания (зачастую, на крыше), а накопительная ёмкость – чуть ниже теплоносителя (к примеру, на чердаке).
к меню ↑Изготовление солнечного коллектора своими руками
Главной составляющей солнечного коллектора является его основание. Наиболее оптимальным решением его сборки считается сборка из широкого пластикового листа. Можно также воспользоваться материалом типа ОСЮ-2. Но чтобы он отвечал всем требованиям качества, его придётся тщательно защитить от потенциальной влаги. Но даже ели выполнить все эти меры, на долгий эксплуатационный срок основания рассчитывать не получится, так как дерево не отличается долговечностью. Поэтому пластиковый лист будет являться самым лучшим материалом для изготовления основания – он прочен, долговечен и лёгок.
Типичная схема отопления дома с помощью солнечного коллектора
Основание у солнечного теплоносителя должно притягивать к себе солнечные лучи, а не отражать их. Поэтому цвет для его окраски лучше выбрать чёрный.
Сам коллектор должен быть изготовлен из прозрачного материала, к примеру, из прозрачного пластика или стеклянной трубки. Но их можно заменить и обычной трубой из металлопластика, окрашенного в чёрный цвет. Такой материал для теплоносителя очень просто укладывается и закрепляется в основе конструкции.
На следующем этапе стоит внимательно отнестись к площади обогрева. Все трубки необходимо укладывать очень плотно по отношению друг к другу. Поэтому если вам кажется, что их будет легко выгнуть под небольшим радиусов округления – вы глубоко заблуждаетесь. Чтобы это вы полнить, придётся пользоваться огромным количеством угловых соединительных фитингов.
Закрепляются трубки на пластиковую конструкцию за счёт клипс, которые специально предназначены для их монтажа. По краям коллектора устанавливаются концевые фитинги: для этого к верхней стороне прикрепляется сбросник через тройник для воздуха, а к нижней – подключается накопительная ёмкость благодаря отдельной трубке.
Теперь можно приступить к изготовлению накопительной ёмкости. Скорее всего, ни у кого не должно возникнуть лишних вопросов типа: «Из чего его можно изготовить?» Для его изготовления потребуется электрический обычный водонагреватель. Именно он пользуется широким спросом в зимнее время года по назначению, а в летнюю пору служит своеобразным хранилищем подогретой воды солнечной энергией.
Подключить электрический водонагреватель не составит труда: сначала бак присоединяется к системе уже имеющегося водопровода надлежащим для этого методом. Затем к трубке холодной воды с помощью тройника и отсекающего крана подсоединяется нижняя сторона солнечного теплоносителя. Следуя такому же алгоритму, присоединяется трубка с горячим водоснабжением, только крепится она к верхней стороне концевого фитинга.
Все этапы сборки солнечного нагревателя подошли к концу. Осталось лишь внимательно изучить принципы взаимодействия и функционирования системы, а также принципы её управления. В этом тоже нет ничего запредельно сложного. Стоит лишь привыкнуть к четырём отсекающим кранам вместо привычных двух – благодаря им и будет осуществляться переключение системы с летнего режима работы на зимний и наоборот.
В летнюю пору необходимо пользоваться всеми четырьмя кранами, а также выключить поступление электроэнергии. А зимой – отключить два крана и включить поступление электроэнергии.
к меню ↑Итог
Таким образом и воспроизводится солнечный коллектор самостоятельно. Безусловно, он во многом уступает теплоносителям заводской сборки, но, тем не менее, он позволяется сэкономить немалую сумму, да и обладает всеми необходимыми функциями.
Высокая стоимость всеми привычных энергоносителей, которые зачастую используются в обиходе человека, заставляют людей не останавливаться на достигнутом и искать всё более усовершенствованные источники электроэнергии, которые бы ничуть не уступали уже имеющимся, а даже были в ряде показателей лучше и надёжнее. Одним из альтернативных и широко используемых вариантов взамен обычной энергии считается солнечная. С ней человек уже хорошо знаком, поэтому её использование достаточно эффективно развито в различных областях жизни. К примеру, холодную воду можно без труда нагреть благодаря солнечной энергии. Это стало возможным за счёт солнечного коллектора, который поглощает энергию солнца и перерабатывает её в уже тёплую энергию, а она затем и передаётся теплоносителю.
Солнечный коллектор для отопления может сделать абсолютно каждый желающий, и не обязательно ему быть профессионалом в этом деле. Ведь конструкция классического коллектора очень проста: чёрная металлическая пластина помещается в пластмассовый или стеклянный корпус, поверхность которого впитывает в себя солнечную энергию.
к меню ↑Видео о том, как сделать солнечный коллектор.
В данном видео вы увидите подробную схему построения солнечного коллектора.
prootoplenie.com
Какие базовые схемы подключения солнечных коллекторов к системе отопления дома?
Простейшая базовая схема выглядит следующим образом
Но разработаны и используются еще две схемы, которые применяются для подключения коллекторов к отопительной системе в зимний период года:
- для подключения только к системе отопления;
- кроме системы отопления коллекторы подключаются еще и к системе горячего водоснабжения.
Кроме того, есть еще две схемы подключения коллекторов к системе горячего водоснабжения – летняя и зимняя, и схема подключения, используемая для подогрева в бассейне воды.
Итак, схема подключения коллекторов в зимний период года для отопления помещений дома
Основной элемент схемы подключения – нагревательный котел. Весной и осенью котел может быть отключен, а нагрев будет осуществлять солнечный коллектор, однако в период сильных холодов коллектор не сможет справиться с нагревом, и котел надо будет включать. Такое положение легко объяснить большим количеством пасмурных дней в зимнее время года, в связи с чем эффективность работы коллектора значительно снижается, если сравнивать его работу в других погодных условиях. Поэтому в зимний период года солнечный коллектор практически используется только для дополнительного подогрева, тогда как основным элементом схемы является нагревательный котел. Следует добавить, что площадь солнечного коллектора, предназначенного для отопления дома, должна быть не меньше 40% от его общей площади.
Схема подключения коллектора для отопления вместе с системой горячего водоснабжения отличается от предыдущей наличием дополнительного внутреннего резервуара. Он необходим для разделения питьевой и технической воды, используемой для нагрева отопительной системы. Облегчить процесс слежения за работой солнечного коллектора можно с помощью автоматизации системы подогрева, для чего используются температурные контроллеры
www.remotvet.ru
Выбор схемы подключения солнечного коллектора
Содержание:
- 1.Вариант подключения для горячего водоснабжения в летний период, отличающийся естественным механизмом циркуляции
- 2. Зимний способ подключения для снабжения горячей водой
- 3. Зимняя схема подключения отопительного солнечного для отопления
Солнечный коллектор будет эффективно работать только, когда была произведена его правильная установка и монтаж. Перед установкой обязательно проводится выбор такого важного параметра, как схема подключения солнечного коллектора. Это устройство можно использовать для отопления либо для снабжения горячей водой. На сегодняшний день существует множество способов подключения, выбор которых зависит от сезона и требований к системе. Поэтому, есть смысл рассмотреть базовые схемы.
1.Вариант подключения для горячего водоснабжения в летний период, отличающийся естественным механизмом циркуляции
Данная схема является одной из самых простых и популярных. Ее чаще всего применяют для подачи горячей воды в летний душ. Хотя, ее можно использовать и для подачи воды в дом. Для этой цели придется осуществить монтаж прямо в помещении. Чтобы добиться естественной циркуляции, прибор располагается несколько ниже бака. Как правило, расстояние между ними не должно превышать 1 м. При этом, труба между баком и коллектором должна быть больше ¾ дюйма. Для того, чтобы разогретая в течение дня вода не теряла тепло и ею можно было пользоваться вечером, нужно провести тщательное утепление бака. Ширина утеплителя в этом случае должна превышать 10 см.
Эта система отличается простотой и практичностью, но, в то же время, она имеет и некоторые недостатки. Например, она имеет небольшую инерционность вследствие использования принципа естественной циркуляции. Поэтому, если нельзя осуществить монтаж коллектора возле бака, то тогда необходима установка циркуляционного насоса, чтобы обеспечить искусственную циркуляцию. Зимой емкости следует опустошать, а воду из нее сливать. Это нужно для того, чтобы бесшовная труба не разорвалась вследствие замерзания воды.
2. Зимний способ подключения для снабжения горячей водой
Если вы хотите использовать солнечный коллектор в любой сезон, в том числе и зимой, то тогда вам подойдет эта схема. Основным ее отличием является применение в теплообменнике незамерзающей жидкости или антифриза. Она не будет замерзать и портить трубы. Для такого типа подключения нужно воспользоваться емкостью косвенного нагрева. По своей сути он представляет собой обычный бак с утеплением, только имеющий медный змеевик. Благодаря использованию такой системы циркуляция будет осуществляться между змеевиком и коллектором. В последующем именно змеевик будет способствовать нагреву воды. Для надежной работы системы следует применять систему искусственной циркуляции с монтажом циркуляционного насоса. Конечно, можно использовать и естественную циркуляцию, если это позволяет ситуация. Кроме того, не стоит забывать о необходимости подсоединения к контуру расширительного бака.
3. Зимняя схема подключения отопительного солнечного для отопления
Эта схема подойдет тем, кто хочет использовать устройство не только для горячего водоснабжения, но и для отопления комнат. Здесь в качестве основного компонента тоже используется емкость для косвенного нагревания. Что касается котла, то можно взять как котел на газу, так и на твердом топливе. Осенью или весной котел может быть отключен, а вода будет нагреваться за счет солнечного коллектора. Однако, постоянно использовать систему в зимнее время будет проблематично в связи с довольно пасмурной погодой в этот период. В то же время, даже в плохую погоду зимой это приспособление может брать на себя часть функций по подогреву систему отопления, тем самым экономя газ. Для эффективной работы этой системы нужен коллектор с как можно большей площадью. Считается, что она должна быть не меньше 30% от площади помещения, чтобы устройство могло справиться с отоплением.
Это только основные схемы для подключения солнечного коллектора, которые используются на сегодняшний день. Они позволят добиться оптимальной эффективности работы системы при минимальных затратах. В итоге вы получите экономичное и практичное приспособление для обогрева.
Подписаться на рассылку
Подписатьсяekobatarei.ru
схема подключения к сети ГВС
Монтаж солнечных коллекторов может выполняться несколькими методами. Прежде всего, все зависит от типа самого коллектора и его конструктивных особенностей. Так, плоские модели не устанавливают горизонтально (обязателен наклон). Вакуумированные прямоточные коллекторы горизонтально монтировать можно, но только в том случае, если присоединительные трубы расположены с уклоном и коллектор не планируется надолго оставлять без использования.
Модели с тепловыми трубами требуют небольшого уклона (указывается производителем), а крупногабаритные коллекторы, рассчитанные на встраивание в крышу, нельзя ставить на землю или на плоскую кровлю.
При установке на скате крыши коллектор крепят параллельно покрытию кровли. Фиксация устройства осуществляется за подкровельные балки. Место установки должно быть ориентировано на юг. Его не должны затенять деревья и соседние строения. Также необходимо предусмотреть защиту от попадания внутрь подкровельного пространства пыли и атмосферных осадков.
На плоских кровлях коллекторы ставят на специальные опорные рамы. Такой подход позволяет обеспечить оптимальный наклон устройства и его оптимальную ориентацию. Если монтируются несколько коллекторов, располагать их надо таким образом, чтобы они ни в коем случае не затеняли друг друга. Стандартные пропуски между рядами составляют либо примерно 1,2 высоты ряда (если система работает сезонно), либо 1,7 высоты при круглогодичном использовании.
Подключение коллекторов
Когда установка коллекторов завершена, их необходимо соединить между собой и подключить к водопроводной сети. Соединение друг с другом выполняется при помощи специальных трубок с резьбовыми штуцерами.
Схема подключения может быть параллельной или последовательной, на итоговую производительность это не повлияет. Метод компоновки обуславливается количеством коллекторов, площадью крыши и необходимостью их размещения таким образом, чтобы не было затенений. Но есть и свои тонкости.
При параллельном монтаже надо обращать внимание на гидравлическое сопротивление. Оно должно быть одинаковым для всех веток коллекторов (чтобы избежать потери напора). На снижение напора также влияет использование труб разного сечения (изменение внутреннего пропускного диаметра), длина и конфигурация водоподающей трассы. При последовательном соединении можно соединять вместе не более 4-6 коллекторов (в зависимости от моделей и их характеристик).
Включение коллекторов в сеть ГВС
Подключение коллектора или коллекторного поля к водопроводной сети дома выполняется несколькими методами. Выбор той или иной схемы зависит от того, как и для каких целей будет использоваться коллектор.
Как правило, используется одна из трех схем:
Одноконтурная с естественной циркуляцией
Применяется для летнего ГВС. Бак размещается выше коллектора, и нагретая вода подается в бак «самотеком». Это самая простая и незатратная схема.
Двухконтурная с принудительной циркуляцией
Схема, подходящая для круглогодичного использования. В качестве теплоносителя фигурирует антифриз, который циркулирует по замкнутому змеевику, проходящему через накопительный бак (получается своеобразный «гелиокипятильник»). Циркуляцию обеспечивает отдельный насос, поэтому бак располагается как угодно относительно коллектора.
Трехконтурная с принудительной циркуляцией
Система, подходящая и для круглогодичного ГВС, и для отопления. Принцип устройства аналогичен двухконтурной, только к накопительному баку подсоединяется источник резервного нагрева (обычно – газовый или электрокотел). Кроме того, в накопительном баке обычно выделяют отдельный резервуар, чтобы вода для питья не смешивалась с технической, предназначенной для отопления.
Многоконтурные системы обязательно дополняются управляющими контроллерами и датчиками температур или уровня жидкости. Датчики отслеживают параметры воды в баке и при необходимости контроллер запускает резервный подогрев.
solarb.ru
Схема солнечного коллектора: общие принципы и особенности
Развитие альтернативной энергетики дает шанс каждому не только значительно снизить свои расходы, но и стать независимым от сбоев или плановых отключений в системах отопления и подачи горячей воды. Наиболее популярный альтернативный источник – энергия Солнца, которая не только бесплатна, но и доступна в любой точке земного шара в неиссякаемом количестве.
Основные устройства, которые преобразовывают солнечную энергию в тепловую и обеспечивают пользователей необходимыми благами (теплом и горячей водой) – солнечные коллекторы. Схема подключения солнечного коллектора зависит от множества факторов: расположения здания, мощности самого устройства, угла наклона трубок, уровня инсоляции, решаемой задачи и множества других значений, которые обязательно следует учитывать для эффективной работ целой системы.
Схема подключения солнечного коллектора в теплое время года.
Простейшая схема подключения коллектора включает в себя следующие компоненты:
— непосредственно коллектор;
— контур теплообмена;
— тепловой аккумулятор (бак, в котором находится нагретая вода).
Плоский солнечный коллектор имеет наиболее простую конструкцию и отлично подходит для использования в жарком климате с большим количеством солнечных дней и соответствующим уровнем инсоляции. Он состоит из слоя абсорбера, покрытого стеклом, который преобразовывает и передает уже тепловую энергию теплоносителю (последний циркулирует в трубках – тепловом контуре).
В регионах с холодным климатом более эффективно использование вакуумного коллектора, особенностью конструкции которого является использование для нагрева вакуумных трубок. Стеклянные трубки, благодаря своей цилиндрической форме, способны улавливать солнечные лучи более длительный промежуток времени (лучше использовать солнечный день), а используемое в их конструкции селективное покрытие улавливает даже рассеянное солнечное излучение. Благодаря этому они имеют большую эффективность в работе при установке в большинстве регионов нашей огромной страны.
В летнее время года, когда значения солнечной инсоляции достигают своего пика, работа солнечного коллектора дает ощутимый результат вне зависимости от того, какой солнечный коллектор используется – плоский или вакуумный.
В это время года в качестве теплоносителя можно смело использовать воду (это также относится к регионам с «мягкой» зимой), которая нагревается полученной от абсорбера энергией и подымается по трубам вверх, поступая в бак-аккумулятор. Бак подключен к кранам вывода воды, поэтому при открытии вентиля горячая вода из бака выходит и замещается холодной. Вода более низкой температуры скапливается в нижней части бака и выходит в контур системы через соответствующую трубу. Она вновь нагревается от полученной энергии и поступает в бак. В самом накопителе труба забора, через которую происходит подача горячей воды для пользования, должна быть расположена у верхней части бака (из-за меньшей плотности теплая вода подымается вверх).
Такой водный бак-аккумулятор можно располагать как на улице, так и в помещении. Наиболее распространенный и простой вариант в первом случае – водяной душ. Окрашенный в черную краску бак самостоятельно притягивает тепло и еще больше нагревает воду. Чтобы избежать теплопотерь в ночное время, бак необходимо теплоизолировать.
Такая простейшая схема подключения солнечного коллектора обеспечивает лишь естественную (и не всегда достаточную) циркуляцию теплоносителя. Увеличить продуктивность работы системы можно с помощью циркуляционного насоса.
Повышаем эффективность работы солнечного коллектора в холодную пору.
Использование простой системы для отопления и горячего водоснабжения в зимнее время возможно, если в качестве теплоносителя применяется антифриз, а бак-накопитель дополнен вспомогательным обогревательным элементом (например, ТЭНом). При использовании антифриза изменяется конструкция бака – в него монтируется змеевик (чаще всего медный), благодаря которому происходит циркуляции теплоносителя в баке. Хорошая проводимость металла позволяет отдавать тепло антифриза воде в баке.
В конструкцию рекомендуется включить циркуляционный насос и расширительный бак. Иногда для разделения воды, которая используется для отопления (техническая) и личного использования (питьевая) в бак монтируют внутренний резервуар. Он располагается в верхней части бака (где собирается горячая вода) и подключен к системе водоснабжения (с помощью вентиля забирается горячая вода, а резервуар заполняется холодной жидкостью). При этом система отопления подключена к основному баку.
В зависимости от внешней температуры, площади коллектора, географической точки, времени года, типа коллектора, и множества других факторов колеблется и эффективность работы системы (т.е. стабильность вырабатываемого уровня энергии).
Кроме более привычных пользователям устройств, существует и воздушный солнечный коллектор, схема работы которого предполагает, что теплоносителем в системе является воздух, который нагревается от абсорбера и подается в отапливаемое помещение с помощью вентилятора.
Собираем солнечный коллектор своими руками.
Солнечный коллектор, его устройство, схемы и конструкции уникальны в каждом конкретном случае. Подобрать комплектующие, собрать и подключить механизм в систему так, чтобы она работала максимально продуктивно и безопасно, могут профессионалы. Впрочем, собрать элементарный солнечный коллектор или батарею легко и своими руками.
В качестве коллектора можно использовать радиатор из трубок длиной около 16-18 см и толщиной стенок около 1,5 мм. Решетка из таких стеклянных труб соединяется с трубами вывода и подвода (на ¾ и 1 дюйм соответственно). Такой радиатор устанавливается в короб из досок или металлических брусьев для более крепкой конструкции. В качестве дна – фанера или оргалит, сверху которых необходимо уложить теплоизоляцию. В короб устанавливают радиатор, закрепляют его хомутами и закрывают конструкцию крышкой из толстого стекла. Чтобы конструкция притягивала больше солнечной энергии, трубки радиатора, дно и внутренние поверхности короба окрашивают черной матовой краской, а стены снаружи – «серебрянкой». Любые соединения между элементами конструкции необходимо герметизировать (чаще всего используют пеньку, сверху которой наносят краску).
Как в случае с фабричными коллекторами, схема солнечного коллектора своими руками предполагает наличие бака для воды. В домашних условиях накопителя объемом до 300 л оказывается достаточно для того, чтобы нагретой до нужного уровня воды хватало домохозяйству. Бак необходимо теплоизолировать (например, поместив в короб и заполнив оставшееся пространство пенопластом, опилками и другими подручными материалами).
Чтобы поддерживать давление в системе, устанавливают аванкамеру – емкость объемом 30-40 л монтируют на 0,8-1 м выше уровня воды в баке. Аванкамера нужна для контроля подачи воды (жидкость прекращает поступать, когда начинает выливаться из трубы вывода аванкамеры и, наоборот, когда уровень воды в аванкамере падает, начинается процесс подачи воды из радиатора).
Все элементы системы соединяются в тепловой контур трубами на ½ и 1 дюйм. Первые используются для монтажа элементов от крана до аванкамеры и вывода нагретой воды из бака-накопителя, а «дюймовые» – для компонентов под низким давлением. Во избежание теплопотерь в трубах, их также необходимо окрасить «серебрянкой».
Но лучше «не заниматься ерундой» и приобрести готовый, заводской солнечный коллектор, гарантированно обеспечивающий Вас теплом и горячей водой.
Схема подключения и работы солнечного коллектора достаточно простая и безопасная. В зависимости от множества факторов, меняется и наличие компонентов. Чтобы коллектор работал эффективно, обеспечивая нужное количество тепла и горячей воды даже в холодное время года, необходимо не только правильно рассчитать и подобрать все компоненты, но и грамотно произвести их монтаж!
du-alex.ru
Схема подключения солнечного коллектора. Солнечные коллекторы для дома. Расчет солнечного коллектора. Отопление солнечными коллекторами отзывы.
В этой статье мы хотели бы показать как эффективней и проще подключить солнечные коллекторы к уже существующей системе горячего водоснабжения.
Если вы имеете дачу или загородный дом, к которому не подведён газ или недостаточно электрической мощности для обеспечения нагрева горячей воды, или Вы решили не платить лишние деньги за энергоносители, то один из вариантов решения — это установка системы солнечного горячего водоснабжения.
В большинстве случаев проблема горячего водоснабжения решается простым и удобным способом, покупкой электрического бойлера объёмом 30-150литров. Бойлер греет воду за счёт электричества, электротэном мощностью 1,5-2Квт, что в итоге может составлять основную часть затрат на электроэнергию в Летний период, когда много длинных, солнечных дней.
Для дачных домов, где часто электроэнергия стоит существенно дороже, чем в деревне, установка солнечных водогрейных коллекторов становится наиболее выгодным решением.
Система солнечного нагрева воды включает в себя набор солнечных коллекторов, накопительный бак косвенного нагрева и сантехническую обвязку, как показано на рисунке (1). Это стандартная схема подключения Солнечных коллекторов, которая пришла к нам из Южных стран и с мелкими вариациями, практически без изменений, предлагается почти всеми Российскими продавцами солнечных водогрейных систем. Схема (1) хорошо работает в регионах, где больше 200 солнечных дней в году. Однако в средней полосе России всего 70-90 солнечных дней, и у схемы (1) появляется несколько недостатков, особенно в затяжные пасмурные периоды.
1. В пасмурный день , электрический ТЭН вынужден греть весь объём воды в накопительной ёмкости (без учёта стратификации), не зависимо от текущей потребности в ГВС.
2. Нагреватель внутри накопительного бака (200л) вынужден поддерживать температуру ВСЕГДА не ниже минимальной, например +45С. Но эффективность солнечного коллектора сильно зависит от разницы между температурой на улице и в баке. Другими словами при одинаковой солнечной активности, и за одинаковое время, температура в накопительной ёмкости вырастит, скажем, на 40градусов, если начальная температура была +10С, и вырастит только на 28 градусов, если начальная температура в баке была +45С.
3. Скорость остывания любого бака за ночь, несмотря на утепление, прямо пропорциональна температуре в нём. Например бойлер ёмкостью 30л потеряет тепла за ночь приблизительно в 4 раза меньше, чем бойлер ёмкостью 150л, с той же начальной температурой.
Подобных недостатков лишена схема подключения Солнечных коллекторов номер (2). Здесь электрический ТЭН находится в отдельном бойлере-ДОГРЕВАТЕЛЕ ёмкостью в 3-5раз меньшей, чем основной накопительный бак. Это позволяет снизить «дежурный» объём горячей воды, и соответственно расходы электроэнергии на догрев.
Например, за день накопительный бак нагрелся до +35С, а на термостате бака- догревателя установлена температура +50С. Из скважины поступает холодная вода +8С.
По мере расходования горячей воды , из накопительной ёмкости тёплая вода с Т=+35С, будет вытесняться снизу вверх поступающей холодной водой (Т=+8С) в бак догреватель. В баке-догревателе вода догреется до +50С и потребитель, в пасмурные дни, получит горячей воды сколько необходимо.
Если же основной накопитель нагреется до температуры выше +50С, установленной в бойлере-догревателе, то электротэн не включится, и горячая вода из накопительной ёмкости пройдёт транзитом через бак-догреватель потребителям.
Схема номер (2) позволяет реализовать максимальную эффективность солнечных коллекторов, так как они всегда работают с минимально возможной начальной температурой воды, без участия электроподогрева.
Схема номер (2) позволяет сохранить старый бойлер или бойлер косвенного нагрева ГВС, если он подключен к газгольдеру или котлу на дизельном топливе.
Более эффективная схема работы (2) даёт возможность использования менее эффективных Солнечных коллекторов не снижая выработки тепла.
Для расчёта объёма накопительной ёмкости для горячего водоснабжения можно пользоваться приблизительной формулой: один солнечный коллектор размером 2метра на 1метр или 15 трубный вакуумник, на 100литров воды.
Здесь необходимо заметить, что более выгодно устанавливать не один солнечный коллектор, а сразу 2, 3 и более.
Так как стоимость сантехнической обвязки системы для одного коллектора и для трёх приблизительно одинакова.
alipso.ru