Подключение солнечного коллектора: Солнечный коллектор — водонагреватель для дома, бассейна

Содержание

Установка солнечных коллекторов ☀️ Подключение и установка гелиосистем для отопления ✅ Выгодная цена ⭐ Гарантия на работы 【Modernsys.com.ua】

Монтаж солнечных коллекторов – это услуга, предусматривающая создание систем отопления или горячего водоснабжения на базе нагревательных установок, питаемых ультрафиолетовым излучением Солнца. Подобные альтернативные источники энергии становятся с каждым годом все популярней в бытовой сфере, поскольку позволяют значительно снизить потребление домохозяйствами регулярно дорожающих традиционных видов топлива. Более, того, делается это за счет неисчерпаемых природных ресурсов и с относительно небольшими вложениями. При этом, солнечные коллекторы хороши еще и тем, что могут одинаково эффективно обслуживать не только жилые дома, но и здания другого назначения. Разумеется, для этого их нужно сначала правильно выбрать и смонтировать – поэтому процесс установки солнечных коллекторов подробно рассматривается ниже.


 Отличия и принципы выбора солнечных систем

Для того, чтобы определиться с актуальностью применения гелиосистем для конкретного домохозяйства, нужно сначала выяснить – что они из себя представляют. И главное – чем солнечный коллектор отличается от солнечной батареи? Впрочем, начнем с общей, но важной информации. Специалисты рассчитали, что на 1 м2 земной поверхности за 1 час, в среднем, приходится 161 Вт солнечной энергии. Безусловно, интенсивность ультрафиолетового излучения уменьшается при отдалении от экватора, а также сильно зависит от сезона года. Тем не менее, солнечный свет доступен повсеместно, а современные солнечные преобразователи стали эффективными настолько, что их можно успешно использовать почти в любой части земного шара, при разной погоде и даже при температуре до -30 °С. И это только основная часть из их многочисленных преимуществ, которые полностью перечислены далее.

Что же касается задачи получения тепла за счет солнечной радиации с максимальной эффективностью, то для ее решения созданы два вида приборов – солнечные коллекторы и солнечные панели, также известные как солнечные батареи. Последние посредством разных фотоэлементов преобразуют энергию главной звезды нашей галактики в электричество, которое затем может использоваться для питания, например, вырабатывающих теплоноситель электрокотлов. А солнечные коллекторы, производящиеся в разных модификациях, нагревают теплоноситель, когда он проходит через полые трубки, являющиеся обязательными частями их конструкций. Разумеется, для этого используется УФ-излучение. Затем, уже нагретая и полностью готовая к использованию жидкость сразу направляется в системы отопления или горячего водоснабжения. То есть, принцип работы данных устройств предельно прост.

Тепловые коллекторы бывают разными – открытыми и закрытыми, плоскими и сферическими, а также полусферическими концентраторами, и не только. Но, в бытовой сфере используются только первые 3 вида устройств. Интересно, что некоторые модели подобных приспособлений даже можно изготовить самостоятельно, только их эффективность будет значительно ниже заводских аналогов. Говоря как раз об эффективности данных устройств, нужно подчеркнуть, что она определяется КПД солнечного коллектора. При этом, полезная производительность конструктивно разных преобразователей светового излучения зависит от разности температур, а также от качества изготовления конкретного устройства. Выбирая солнечный коллектор, нужно обращать внимание на ряд параметров, являющихся показателями их эффективности и мощности.

Для гелиоколлекторов самыми важными характеристиками считаются следующие:
  • Коэффициент полезного действия;
  • Коэффициент адсорбции – это отношение поглощенной энергии к общей;
  • Коэффициент эмиссии – это отношение переданной энергии к поглощенной;
  • Общая и апертурная, то есть – рабочая площадь, всегда равная площади абсорбера.

???? Общие преимущества и недостатки солнечных коллекторов

Коллекторные системы для тепловых сетей, хотя и работают за счет неисчерпаемого источника энергии, но вовсе не являются идеальными «вечными двигателями».

Делая выбор в их пользу, необходимо знать характеристики этих устройств, начав с достоинств солнечных коллекторов:
  • Энергия главного для Земли светила всегда является бесплатной и, конечно, повсеместно доступной;
  • Современные коллекторы способны собирать солнечную радиацию даже при облачной и пасмурной погоде;
  • Использование гелиосистем позволяет значительно снизить расходы на приготовление теплоносителя для теплосетей;
  • Работающий за счет энергии Солнца коллектор производит нагретую жидкость сразу, делая ее полностью готовой к использованию;
  • Допустимость монтажа на крышах зданий позволяет данным преобразователям вообще не занимать полезную площадь на земле;
  • Гелиоколлекторы могут применяться для обогрева домов, как самостоятельно, так и дополнять другие более традиционные отопительные приборы;
  • При работе коллекторов солнечных не производится какой-либо шум и не появляются вредные выбросы, то есть, данный вид получения тепла является самым экологичным.
В свою очередь, общие недостатки солнечных коллекторов таковы:
  • Не слишком большое количество солнечных дней в нашем климатическом поясе сильно снижает эффективность работы любой подобной системы;
  • Солнечное отопление редко может использоваться в нашей стране самостоятельно из-за того, что отопительный сезон приходится на самые короткие световые дни в году;
  • За оптической чистотой поверхностей коллекторов необходимо следить постоянно, поскольку даже незначительные загрязнения сильно снижают их КПД;
  • Работа готовой коллекторной системы отопления не полностью бесплатна, так как есть затраты на амортизацию, работу циркуляционного насоса и управляющей автоматики;
  • Подобные сети обогрева способны относительно эффективно накапливать запасы тепловой энергии, только если в их составе есть крупные теплоаккумуляторы.

???? Виды солнечных коллекторов

Для того чтобы правильно выбрать и установить коллектор солнечный, нужно обязательно подробно разобраться с тем, какими они бывают.
А делятся все подобные уловители лучей на 3 вида, отличающихся следующими конструктивными особенностями:

1. Открытые солнечные коллекторы.

Открытые гелиосистемы представляют собой доступные для внешней среды трубопроводные мини-сети, внутри которых циркулирует нагреваемый солнечными лучами теплоноситель. В качестве последнего может использоваться вода, воздух, газ или антифриз. Трубки, по которым теплоноситель движется, крепятся к несущему каркасу в виде змеевика, или присоединяются несколькими параллельными рядами к входному к выходному патрубкам. Солнечные коллекторы открытого типа являются самыми простыми среди прочих аналогов, а потому стоят недорого, но, зачастую, не оснащаются изоляцией. Из-за этого они не способны сохранять солнечную энергию, а циркулирующий по ним теплоноситель достаточно быстро остывает. Соответственно, весьма низким оказывается и КПД таких устройств, вообще не предназначенных для работы с системами отопления в холодное время года. По всем перечисленным причинам открытые гелиоколлекторы применяются, в основном, в летние периоды – с целью подогрева воды для бытовых нужд, уличных душевых или небольших бассейнов. А наиболее эффективная эксплуатация подобных приспособлений возможна только в южных регионах нашей страны, и только в солнечную и безветренную погоду. Кроме того, желательно, чтобы в местах их использования не было значительных перепадов температуры воздуха на протяжении суток, а в домохозяйствах не было нужды в получении именно горячей, а не теплой воды. Таким образом, с учетом всей изложенной выше информации, можно констатировать, что солнечнее открытые коллекторы более всего подходят для использования только на дачах, или в аналогичных зданиях, предназначенных исключительно для временного проживания в теплые сезоны.

Таким образом, достоинства коллекторов солнечных открытых модификаций таковы:
  • Простота и дешевизна конструкций;
  • Возможность даже самостоятельного изготовления.
В свою очередь, недостатков у открытых солнечных систем оказывается больше, и это:
  •  Крайне низкий КПД;
  • Несовместимость с отопительными сетями;
  • Быстрое остывание теплоносителя из-за отсутствия изоляции;
  • Эффективная работа возможна только на юге и только при солнечной погоде.

2. Трубчатые солнечные коллекторы.

Трубчатые гелиосистемы представляют собой конструкции, собранные из отдельных вакуумных трубок в количестве от 18 до 30, внутри которых курсирует определенный теплоноситель, которым может быть вода, пар или газ. При этом, все трубки являются параллельными, а каждая из них подсоединяется к системе отдельно. Такая компоновка позволяет легко заменять составные коммуникации при их выходе из строя. Более того, благодаря модульной структуре солнечные коллекторы трубчатого типа можно собирать по частям прямо на крыше здания, что существенно облегчает их монтаж. В принципе, эти устройства можно назвать одной из разновидностей открытых гелиосистем. Но, в данном случае, теплоноситель оказывается лучше защищенным от внешних негативных влияний, особенно – в вакуумных установках, работающих по принципу классических термосов. А самое важное достоинство трубчатых гелиоколлекторов заключается в цилиндрической форме их нагревательных элементов, что позволяет им улавливать солнечное излучение на протяжении всего светового дня. Причем происходит это без каких-либо дополнительных систем слежения за движением Солнца, которые обходятся совсем не дешево.

При этом, нагревающие теплоноситель элементы данных коллекторов производятся в двух типах:
  • Коаксиальная коллекторная трубка – это сосуд Дьаюра, который более известен, как обычный термос. Он делается из двух колб, из пространства между которыми откачивается воздух. А на внутреннюю поверхность внутренней колбы в несколько слоев наносится высокоселективное покрытие, способное эффективно поглощать солнечную энергию. Оно создает своеобразную оптическую ловушку для лучей, поскольку благодаря цилиндрической форме трубки они всегда попадают на нее перпендикулярно поверхности. При этом, данная энергия от внутреннего селективного слоя передается тепловой трубке или внутреннему теплообменнику, состоящему из алюминиевых пластин. Однако, именно на этом этапе процесса происходят нежелательные потери тепла, что несколько уменьшает эффективность этих изделий;
  • Перьевая коллекторная трубка – это одинарный стеклянный цилиндр, внутри которого находится перьевой абсорбер из меди, снабженный по всей длине усилителем в виде гофрированной пластины с высокоуровневым энергопоглощающим напылением. Последняя по форме напоминает перо. Эти приспособления имеют большую толщину стенок, чем коаксиальные, а для увеличения эффективности из них откачивается воздух. Благодаря такой конструкции передача тепла от абсорбера происходит без малейших потерь, из-за чего КПД перьевых трубок выше, чем у коаксиальных, равно как и срок их службы. Но, коллекторы на основе перьевых вакуумных трубок весьма сложны для ремонтов, в случае нарушения целостности колб или выхода из строя греющих элементов, а также стоят гораздо дороже своих более простых аналогов.
Существует и вторая классификация трубок для гелиоколлекторов, которые делятся по способу передачи тепла на два следующих вида:

Термотрубки (heat pipe) – представляют собой герметично запаянные емкости с жидкостью, которая быстро испаряется. Поскольку затем после конденсации она естественным образом стекает на дно термотрубки, минимальный угол ее наклона при монтаже должен составлять 20°. Эта жидкость получает тепло от внутренней стенки колбы или от перьевого абсорбера и, под воздействием высокой температуры закипает, превращаясь в пар, который поднимается вверх. Затем пар отдает энергию теплоносителю системы отопления или горячего водоснабжения, снова конденсируется в жидкость и стекает в нижнюю часть трубки, после чего весь цикл повторяется снова. При этом, в качестве рабочей легкоиспаряющейся жидкости для таких трубок, зачастую, используется обычная вода при низком давлении;

Прямоточные трубки – представляют собой U-образные цилиндры, внутри которых циркулирует вода или антифризы, если их планируется использовать круглый год. Одна половина такой трубки предназначена для холодной жидкости, а вторая – для отвода нагретой. Как известно, при нагреве теплоноситель расширяется, вследствие чего его излишек поступает в накопительный бак, обеспечивая естественную циркуляцию. Как и в случае с термотрубками, минимальный угол наклона их прямоточных аналогов должен составлять не менее 20°. При этом, прямоточные солнечные системы более эффективны, поскольку нагревают теплоноситель сразу. Однако, нужно знать, что при прямоточном подключении давление в такой сети не может быть высоким, так как внутри каждой колбы есть технический вакуум.

Что касается общих достоинств и недостатком солнечных коллекторов с трубками, то плюсов у них гораздо больше, чем минусов, и они таковы:
  • Минимальные потери тепла;
  • Длительные эксплуатационные сроки;
  • Способность функционировать при температуре до -30°С;
  • Упрощенный монтаж, который можно выполнять даже по частям;
  • Возможность приготовления теплоносителя с высокой температурой;
  • Повышенная производительность на протяжении всего светового дня;
  • Одинаковые конструктивные элементы, которые относительно легко менять;
  • Низкая парусность, обусловленная способностью пропускать воздушные массы;
  • Довольно высокая эффективность в регионах с умеренным и холодным климатом;
  • Несмотря на немалую стоимость, трубчатые коллекторы окупаются гораздо быстрее.
В свою очередь, перечень недостатков коллекторов трубчатых солнечных систем включает следующие пункты:
  • Относительно высокие стоимости;
  • Ограниченные апертурные поверхности;
  • Отсутствие способности к самостоятельной очистке от снега, льда или инея;
  • Допустимость круглогодичного применения только при использовании антифризов.

3. Закрытые плоские коллекторы.

Закрытые гелиосистемы представляют собой более сложные конструкции, состоящие из алюминиевых корпусов, трубопроводов, утеплителей, прозрачных покрытий и особых поглощающих слоев, известных как абсорберы. В качестве последних задействуется зачерненная листовая медь, имеющая идеальную для такого применения теплопроводность. В процессе поглощения солнечного излучения абсорбером происходит передача полученной им энергии теплоносителю, который циркулирует по примыкающей к абсорберу системе трубок. В свою очередь, прозрачное покрытие служит для защиты таких панелей с наружных сторон от града и не только. Его изготавливают из противоударного закаленного стекла с полосой пропускания в диапазоне 0,4 — 1,8 мкм, на который приходится максимум солнечного излучения. С тыльной стороны солнечные коллекторы закрытого типа хорошо утепляются.

От всех прочих аналогов рассматриваемые изделия отличаются максимальной производительностью, совмещающейся с относительной конструктивной простотой. Это возможно благодаря использованию абсорберов, значительно увеличивающих КПД таких устройств, и способных улавливать, как прямое, так и рассеянное солнечное излучение. Соответственно, сфера применения закрытых гелиоколлекторов оказывается значительно шире, чем открытых гелиоустановок. Летом они могут без проблем полностью обеспечивать домохозяйства горячей водой. А в прохладные дни разных сезонов, не относящихся к отопительному периоду, они способны служить хорошей заменой газовым и электрическим обогревателям. При этом, плоские солнечные коллекторы оказываются особенно выгодны в использовании, если их применение планируется еще на стадии проектирования теплосетей.

Относительно достоинств и недостатков закрытых солнечных коллекторов можно отметить, что, в отличие от трубчатых аналогов, их у них почти поровну, и плюсы данных устройств – это:
  • Доступная стоимость;
  • Конструктивная простота;
  • Самая большая апертурная площадь;
  • Срок службы качественных изделий доходит до 50 лет;
  • Высокая производительность в регионах с теплым климатом;
  • Способность самостоятельно очищаться от налипания снега, льда и инея;
  • Упрощение монтажа – при наличии механизмов для изменения угла наклона;
В свою очередь, список недостатков закрытых солнечных коллекторов включает следующие характеристики:
  • Большой вес панелей;
  • Достаточно высокие теплопотери;
  • Высокая парусность – при расположении под углом к горизонту;
  • Ограниченная производительность при перепадах температуры свыше 40 °С;
  • Сложный монтаж, обусловленный, как массой, так и невозможностью разборки.

???? Расчет мощности солнечных коллекторов

После выбора вида оптимального преобразователя ультрафиолетового излучения, перед покупкой необходимо также вычислить производительность такого устройства или устройств. Относительно этого вопроса важно знать, что при расчете необходимой мощности солнечного коллектора вычисления часто ошибочно выполняют, исходя из количества поступающей солнечной энергии в самые холодные сезоны. Но, при таком подходе в дальнейшем окажется, что в другие месяцы года система будет постоянно перегреваться. Дело в том, что летом температура теплоносителя на выходе из солнечного коллектора может достигать 200 °С – в случае с паром и газом, 150 °С – в случае с водой; 120 °С – в случае с антифризом. А если теплоноситель будет кипеть, то он будет и частично испаряться, что приведет к необходимости пополнения его количества.

Поэтому, при расчете рекомендуется исходить из таких цифр:
  • Обеспечение нужд горячего водоснабжения – не более 70 %;
  • Обеспечение нужд отопительной системы – не более 30 %.

Соответственно, остальное необходимое тепло должно вырабатываться традиционным отопительным оборудованием. Но, даже при таких показателях на протяжении года будет экономиться порядка 40 % средств, которые бы пришлось затратить на отопление и горячее водоснабжение без установки солнечных коллекторов на дом. Что касается распространенных вакуумных систем, то мощность, вырабатываемая одной подобной трубкой зависит от географического местоположения коллектора. Показатель солнечной энергии, приходящейся в год на 1 м2 земной поверхности, называется инсоляцией. Зная длину и диаметр трубки, можно легко вычислить апертуру – эффективную площадь поглощения солнечного излучения. После этого нужно только применить коэффициенты абсорбции и эмиссии для вычисления мощности одной трубки в год.

Пример подобного расчета выглядит так:

Исходные условия:

стандартная длина трубки – 1800 мм, эффективная длина – 1600 мм, диаметр – 58 мм, апертура – затененный участок создаваемый самой трубкой.

Соответственно, площадь теневого прямоугольника составит:

S = 1,6 · 0,058 = 0,0928 м2 При этом, КПД стандартной трубки достигает 80 %, солнечная инсоляция для региона с умеренным климатом составляет порядка 1170 кВт·ч/м2 в год.

То есть, одна трубка выработает за год: W = 0,0928 · 1170 · 0,8 = 86,86 кВт·ч

Нельзя не подчеркнуть, что пример приведенного выше расчета является весьма приблизительным, поскольку количество вырабатываемой энергии также зависит от ориентирования установки, угла ее расположения, среднегодовой температуры, и не только.


???? Варианты монтажа солнечных коллекторов

Как уже было упомянуто, к сожалению, в условиях господствующего на большей части территории нашей страны умеренного климата, работающие благодаря солнечному излучению устройства не могут обеспечивать домохозяйства достаточным количеством энергии на постоянной основе. Поэтому, они используются как дополнительные источники тепла, интегрируемые в существующие системы отопления и горячего водоснабжения, работающие за счет традиционных котлов. Тем не менее, такой способ применения все равно является выгодным, поскольку позволяет экономить топливо для классических теплогенераторов, а значит – и семейных бюджет. Исходя из целей задействования тепловых солнечных коллекторов, монтаж которых зависит от их вида, применяются разные схемы подключения.

Среди них самыми распространенными являются два следующих варианта:
  • Летний вариант – для обеспечения горячего водоснабжения;
  • Зимний вариант – для обеспечения отопления и горячего водоснабжения (только в южных регионах Украины).

При этом, установка солнечного коллектора в частном доме только с целью летнего использования максимально упрощается, позволяя обходиться в таком случае даже без циркуляционного насоса. Вода просто нагревается в коллекторе, и за счет собственного теплового расширения поступает в теплоаккумулятор или бойлер. Этот вид циркуляции получается естественным – ведь на месте горячей воды из емкости немедленно оказывается холодная, которая засасывается автоматически. Однако, зимой из-за отрицательных температур подобный прямой нагрев воды оказывается невозможен. Решить эту проблему можно только путем использования специальных антифризов, которые могут циркулировать по закрытому контуру даже в морозную погоду, обеспечивая перенос тепла от коллектора к теплообменнику в баке. Но реальной отдачи от такой системы будет все равно не много.

Дело в том, что любая сеть, работающая за счет естественной циркуляции, не может быть очень эффективной, поскольку монтаж ее коммуникаций требует соблюдения оптимальных уклонов. Кроме того, аккумулирующий теплобак должен обязательно располагаться выше, чем солнечный коллектор. А чтобы накапливаемая жидкость как можно дольше сохраняла свою температуру, емкость нужно очень хорошо утеплить. Если же владельцы частного дома хотят добиться наибольшей отдачи от использования солнечного коллектора, схему его подключения придется значительно усложнить. Подобный вариант монтажа гелиосистемы требует несколько больших первоначальных вложений из-за использования автоматики, но оказывается более выгодным в последствии.

Так как автоматика позволяет оптимизировать работу теплосети, а значит – и добиться уменьшения потребления энергоресурсов. Так, чтобы ночью преобразователь не превращался в охладитель, циркуляцию воды в нем необходимо на время прекращать принудительно. Для этого понадобиться циркуляционный насос под управлением специального контроллера. Последний управляет работой перекачивающего устройства, ориентируясь на показания, как минимум, двух датчиков температуры. Первый датчик измеряет ее в накопительной емкости, а второй – на трубе подачи горячего теплоносителя, поступающего из солнечного коллектора. В моменты, когда температура в баке превышает температуру жидкости в коллекторе, контроллер немедленно выключает циркуляционный насос, прекращая движение теплоносителя по системе. В свою очередь, при снижении температуры в накопительной емкости ниже заданной, запускается отопительный котел, восполняющий для системы недостающее количество тепла.


???? Установка солнечных коллекторов в Киеве

Заказать монтаж солнечных коллекторов в Киеве и Киевской области, в том числе – под ключ, легко, при условии сотрудничества с компанией «Современные инженерные системы». Работа с традиционным и альтернативным теплотехническим оборудованием – наш основной профиль, поэтому наши мастера выполняют их в самые короткие сроки и по доступным расценкам. Также мы всегда делаем предварительный расчет гелиосистемы для отопления частного дома, позволяющий сразу определиться с ее полной комплектацией и стоимостью. При этом, абсолютно все необходимое для конструирования таких систем присутствует в нашем интернет-магазине. Установка солнечных коллекторов, цена которой зависит от их количества, размещения и сложности систем теплоснабжения – это бесплатная и экологичная энергия из неисчерпаемого источника, служащая комфорту проживания в частных домах.

 

изготовление, установка и подключения + (пошаговая инструкция)

Солнце является неиссякаемым источником энергии. Весьма заманчивым является его использование для нагрева воды и отопления помещений, так как при этом нет необходимости платить за энергоносители. В этом обзоре подробно описано то, как работают различные конструкции солнечных коллекторов, их достоинства и недостатки и области применения.

Краткое содержимое статьи:

Назначение

Солнечные коллекторы предназначены для улавливания энергии солнца. Принцип их действия достаточно прост. Он заключается в том, что поступающее излучение нагревает теплоноситель. Посмотрев на фото солнечных коллекторов можно увидеть, что все они имеют внешнее сходство. Они состоят из панелей с трубками, которые под действием солнца нагреваются.

Полученное тепло может использоваться для нагрева воды в хозяйственных нуждах или для отопления помещений. Нагретый теплоноситель поступает в накопительный бак. В нем может быть установлен дополнительный нагреватель, который повышает температуру теплоносителя до необходимого значения при недостаточной интенсивности солнечного излучения.

Нагрев может быть осуществлен с помощью электронагревателя или с использованием более совершенного теплового насоса. Кроме того, этот аппарат может передавать тепло в систему отопления, дополняя её с целью экономии.

Использование коллекторов позволяет или полностью отказаться от нагревательных приборов или существенно сократить их использование и дать дополнительную экономию электроэнергии или газа.


Принцип действия

В большинстве случаев такие солнечные коллекторы используются для нагрева воды в теплое время года. Они собираются из металлических трубок, которые нагреваются на солнце и передают его тепло воде. Такие приборы могут быть разной формы и размера, но по сути представляют собой систему из металлических труб, по которым движется теплоноситель, а сами трубки нагреваются солнцем. Нагретая вода поступает в накопитель.

Более сложными являются устройства, которые предназначены для использования в холодное время года. Их особенностью является способность улавливать и сохранять тепло при низких температурах окружающей среды. При этом внутренняя часть системы должна разогреваться достаточно сильно, чтобы была возможность отапливать помещение.

В таких приборах необходимо одновременно изолировать теплоноситель от окружающей среды для сохранения полученного тепла и оставлять его прозрачным для солнечных лучей. Поэтому приборы, предназначенные для зимнего периода, имеют более сложную конструкцию.


Трубки представляют собой стеклянные термосы из достаточно толстого стекла. Внешняя поверхность трубки прозрачна. Внутренняя стенка покрыта черной краской. Из пространства между двух стенок полностью откачан воздух. В вакууме солнечные лучи без препятствий достигают внутренней темной стенки. Энергия не может выйти наружу в виде тепловых лучей, так как вакуум обладает крайне низкой теплопроводностью.

Солнечные коллекторы для отопления дома существенно дороже обычных солнечных водонагревателей, используемых в летнее время на даче. Используются они в дополнение с действующей отопительной системой для того, чтобы снизить нагрузку на неё и дать дополнительную экономию денежных средств.

Недостатки

Основными недостатками этого оборудования является зависимость от погодных условий. В ночное время эти устройства естественно не работают. В это время можно только использовать накопленное за день тепло. Также работоспособность зависит от температуры окружающей среды и наличия яркого солнца. Чем выше температура и ярче солнце, тем лучше работает оборудование.

Для холодного времени года используются специальные инновационные устройства. Главным недостатком таких приборов является их крайне высокая стоимость и хрупкость. Кроме того, такие солнечные коллекторы нельзя сделать своими руками.

Выпускаемые модели обладают разной ремонтопригодностью. Большинство моделей легко ремонтируется с помощью простой замены вышедшей из строя стеклянной колбы.

Классические металлические солнечные коллекторы широко используются для нагрева воды в теплое время года в регионах с высокой температурой и большим числом солнечных дней в году. В этом случае их конструкция может быть максимально простой и обладать низкой ценой. Вакуумные нагреватели используются значительно реже.

Эффективность

В первую очередь следует разграничить два понятия: эффективность и окупаемость. Эффективность характеризует то, какая доля тепла превращается в тепло, которое можно с пользой использовать. Рассматриваемые приборы никогда не обладают абсолютной эффективностью, потому что часть тепла рассеивается в атмосферу.

В независимости от конструкции эффективность солнечных коллекторов снижается с усилением ветра и понижением температуры окружающей среды. Ветер и низкие температуры сильно увеличивают отвод тепла в атмосферу.

Для того чтобы снизить потерю тепла на оборудование устанавливают дополнительную прозрачную защиту от ветра, выполненную из стекла или пластика. Для компенсации возможных потерь требуется устанавливать оборудование с большей производительностью по теплу.


Окупаемость характеризует период времени, за который вернутся потраченные средства по сравнению с альтернативными способами. Например, нагревать воду для душа можно вместо электронагревателя с помощью коллектора. При этом нужно оценить годовые расходы на электроэнергию. Если поделить цену коллектора на годовую стоимость сэкономленной электроэнергии, то будет получен срок окупаемости.

Если его использовать в регионе с теплым климатом, то окупаемость наступит очень быстро. При использовании в регионе с умеренным климатом окупаемость будет более долгой, так как для того чтобы получить такое же количество горячей воды, необходимо будет приобрести аппарат большего размера и соответственно большей стоимости, либо применять дополнительный нагрев электричеством. Либо окупаемость может вообще не наступить, так как этим аппаратом будет неудобно пользоваться.

Простые и недорогие аппараты для нагрева воды в летний сезон для мытья окупаются достаточно быстро. Окупаемость инновационных вакуумных приборов для отопления может достигать десятков лет особенно в сравнении с современными отопителями, работающими по принципу теплового насоса.

Именно от окупаемости зависит распространенность этих изделий. Солнечные коллекторы со сложным устройством стоят существенно дороже и поэтому существенно менее распространены. Очень популярны простые летние водонагреватели и очень редки такие системы для зимнего обогрева помещений.

Фото солнечных коллекторов


Какими трубами подключаются солнечные коллекторы?

Для того чтобы система солнечного коллектора заработала на полную мощность, его необходимо не только установить, но и грамотно подключить к внутридомовой системе жизнеобеспечения:

  • тепловому контуру жидкостного теплообеспечения;
  • контуру горячего водоснабжения

Как подключить коллектор к теплу или горячей воде? Какими трубами подключаются солнечные коллекторы к уже построенной ранее системе теплоснабжения? Об этом и пойдет далее речь.

Медь — дорого, но надежно

В гелиоколлекторах в качестве передающего в теплообменник материала применяют разные металлы. Для надежной передачи тепла и устранения возможной коррозии теплообменника часто устанавливают медные трубы. Они популярны благодаря таким характеристикам:

  • высокая теплопроводность;
  • устойчивость к агрессивной среде;
  • возможность изменить форму трубы под изгибы поверхности стен

Это делает медные трубы незаменимым материалом для подключения системы гелиоколлектора. Однако медь по причине большой теплопроводности (показатель 394 Вт/м*К), не годится для прокладки систем водоснабжения или теплоснабжения. Впрочем, этого не делают и из-за излишней пластичности материала.

Самое важное свойство меди — при оптимальной цене обеспечить практически «вечную» устойчивость к окислению. Потому, если в коллекторе будет использоваться медный теплообменник – это удачный и долговечный вариант.

Сталь – дешево и просто

Стальные трубы как материал теплообменника и самой системы горячего водоснабжения, применяется во многих случаях. Это простой и доступный способ оборудования горячего водоснабжения и поддержки тепловой системы от гелиоколлектора.

Сталь не настолько эффективна в отборе тепла, полученного от солнечного света. Теплопроводность стальной трубы составляет около 50 Вт/м*К. Это почти в 8 раз ниже, чем у медного теплообменника. Зато и цена стальной трубы гораздо меньше.

Если сплав, из которого произведена труба, усилен (легирован) примесями, защищающими поверхность от ржавчины, то даже обычная стальная труба превращается в материал с длительным сроком эксплуатации.

Коллектор, собранный из стальной трубы и подключенный к системе отопления или подачи горячей воды, обладает одним важным преимуществом – доступностью в монтаже.

Кроме того, медные трубы требуют тщательного фиксирования соединений, а чаще всего – ручной пайки. Подключения же с помощью стальных труб такой сложной технологии не требуют.

Синтетические трубы

Для изготовления основы солнечного коллектора, особенно в самодельных конструкциях, могут применяться разновидности комбинированных синтетических материалов. Например, полиэлитиленовые трубы с темной окраской. Если оставить скрученным шланг с водой из такого материала на солнцепеке, то вечером вы сможете вылить из него горячую воду. Это и будет простейший гелиоколлектор из синтетики.

Но в большинстве случаев такие варианты применимы только для объемных и самодельных устройств нагрева воды. Кроме того, они потребуют подкачку воды насосом, поскольку размер такого теплообменника должен быть очень значительным.

Вместе с тем, полиэтиленовые и производные от них материалы, пригодятся для подключения коллектора к системе водоснабжения или тепловой системе. Такие трубы имеют низкую теплопроводность. Например, алюминиевые трубы с полиэтиленовым покрытием (металлопластик) — 0,43 Вт/м*К, а полипропиленовые трубы – 0,24 Вт/м*К. Оба материала используют для теплоизоляции подготовленной горячей воды и ее доставки к крану или бойлеру.

Самый главный параметр при выборе материалов, которые необходимы для подключения и эксплуатации гелиоколлекторов — это теплопроводность. Медь остается лидером по эффективности для теплообменников, а полипропилен – лидер среди изоляторов полученного тепла.

← Предыдущая статья Следующая статья →

%PDF-1.4 % 1 0 объект >/Контуры 828 0 R/Метаданные 865 0 R/Страницы 2 0 R/Тип/Каталог>> эндообъект 826 0 объект > эндообъект 828 0 объект > эндообъект 865 0 объект >поток UUID: aea31e01-dc01-404f-8cf0-facd6919d3e0adobe: DocId: INDD: 51026b6c-2dc5-11e2-9572-8737148e71bdproof: pdffe4994ce-2ce4-11e2-b849-8c7d7cbea44dadobe: DocId: INDD: dac0462f-16d0-11e2-a2b1-8f3f8842223e

  • ReferenceStream72.0072.00Inchesxmp.iid:FC382F2BC32068118A6DFECE47392224xmp.сделал:FC382F2BC32068118A6DFECE47392224
  • ReferenceStream96.0196.01Inchesxmp.iid:F031A262121EE211BC34D1AF02A36AC7xmp.did:EF31A262121EE211BC34D1AF02A36AC7
  • ReferenceStream72.0072.00Inchesuid:98509291-b05a-4816-b378-bc8168608d35xmp.did:987387533DCFE1118B6BF883FC5ACD76
  • 2012-11-13T16:26:33-05:002012-11-13T16:26:35-05:002012-11-13T16:26:35-05:00Adobe InDesign CS3 (5.0.4)application/pdfAdobe PDF Library 8.0 ЛОЖЬ конечный поток эндообъект 2 0 объект > эндообъект 714 0 объект > эндообъект 713 0 объект > эндообъект 354 0 объект >/ProcSet[/PDF/Text]/ExtGState>>>/Тип/Страница>> эндообъект 408 0 объект >/ProcSet[/PDF/Text]/ExtGState>>>/Тип/Страница>> эндообъект 498 0 объект >/ProcSet[/PDF/Text]/ExtGState>>>/Тип/Страница>> эндообъект 604 0 объект >/ProcSet[/PDF/Text]/ExtGState>>>/Тип/Страница>> эндообъект 648 0 объект >/ProcSet[/PDF/Text]/ExtGState>>>/Тип/Страница>> эндообъект 712 0 объект >/ProcSet[/PDF/Text]/ExtGState>>>/Тип/Страница>> эндообъект 770 0 объект >/ProcSet[/PDF/Text]/ExtGState>>>/Тип/Страница>> эндообъект 810 0 объект >/ProcSet[/PDF/Text]/ExtGState>>>/Тип/Страница>> эндообъект 821 0 объект >/Шрифт>/ProcSet[/PDF/Text]/ExtGState>>>/Тип/Страница>> эндообъект 825 0 объект >поток HWjG}ﯨG90! rDز»9V,CƪS]usk4ot+8p5 oپ|&1Lc6n8Zk.Gs~x5zW.bmI`zv88]NW[F/my]M__rِ_+v;BaZ ‘JB2YfotUsD_uBORsrb;xw5]}} v2qOy7`\c6fZ:

    izjr q`\c>i’շXS1%Աh6aLPсLÌ[6 lE&,e4 tB,]|/aX��PT5qW .fؕQAɂKsS\X>?p’tl��:#(0

    Комплект для подключения солнечного коллектора Thermo|Solar TS400 TS400H

    Солнечные панели 31

    Солнечные панели монокристаллические 17 Солнечные панели поликристаллические 14

    Батареи литиевые 98 Литиевые батареи 26Литиевые SuperPack 8Мониторы батареи и аксессуары 8Умные мониторы батареи и аксессуары 2Удаленные панели / мониторинг 54Net Products 7

    Batteries other 62

    AGM Deep Cycle (емкость C20) 12AGM Deep Cycle Telecom с резьбовыми вставными клеммами 3AGM Deep Cycle с резьбовыми вставными клеммами 6AGM Super Cycle с резьбовыми вставными клеммами 9GEL Deep Cycle (емкость C20) 7GEL Deep Cycle с резьбовыми вставить клеммы 1GEL OPzV трубчатой пластины 2V клетки 14Lead углерода с резьбовой вставкой терминалов 2OPzS солнечных батарей 2V клеток 8

    инверторами 54

    Инвертор 12V 230 6Inverter 12V 230 Смарта 2Inverter 24V 230 6Inverter 24V 230 Смарт 2Inverter 4 230 4Inverter 4 230 Смарта 2Inverter VE.Прямой 12V 230 12Inverter VE.Direct 24V 230 10Inverter VE.Direct 48V 230 10

    Инвертор Зарядные устройства 50

    MultiPlus 12V 230 12MultiPlus 24V 230 10MultiPlus 48V 230 11Quattro 12V 230 2Quattro 24V 230 3Quattro 48V 230 5Inverter / Зарядные устройства для собственного потребления / Товары для дома хранения 7

    Зарядные устройства 222 Зарядные устройства Blue Power 47

    Аксессуары для зарядных устройств Blue Power IP65 10 Зарядных устройств Blue Power IP65 с разъемом постоянного тока — вилка CEE 7/16 2 Зарядных устройства Blue Power IP67 230 В переменного тока — вилка CEE 7/7 1 Зарядное устройство Blue Smart IP22 230 В переменного тока — CEE 7/7 Plug 10Blue Smart Charger IP65 с разъемом постоянного тока — CEE 7/16 Plug 7Blue Smart Charger IP65 с разъемом постоянного тока — CEE 7/17 Plug 8Blue Smart Chargers IP67 230VAC — CEE 7/7 Plug 9

    Преобразователи постоянного тока в постоянный 56

    DC/DC Преобразователи Неизолированные Преобразователи 10DC/DC Неизолированные Преобразователи 4DC/DC IP67 с гальванической развязкой 7Orion-Tr Преобразователи DC-DC Неизолированные 8Orion-Tr Преобразователи DC-DC с гальванической развязкой 27

    Зарядные устройства большой мощности 47

    Phoenix Smart / Skylla-S Зарядные устройства и шнуры питания 10Зарядные устройства Centaur 11Зарядные устройства Skylla TG 13Зарядные устройства Phoenix 4Skylla-i 5Skylla-IP44 4

    Солнечные зарядные устройства 72

    ШИМ-контроллеры заряда с ЖК-дисплеем и USB Контроллеры 7MPPT Коробки 8

    Солнечные коллекторы 10

    Комплекты солнечных коллекторов 6

    Несущие конструкции 29 Крепления 3BS несущие конструкции 13

    Несущие конструкции для черепичных крыш 4 Несущие конструкции с комби-болтами 3BS для горизонтальных поверхностей 3BS с крюками из нержавеющей стали 3

    Металлическая крыша пластины 4Профили и элементы 5Винты и соединения 4Котлы / накопительные баки 23

    HSK санитарные котлы и баки 2SMARTLINE котлы и баки 5TS-K Комбинированные котлы и баки 2TS-S котлы и баки 6VTS котлы и баки с 2 нагревательными элементами 4VTS котлы и баки с 3 нагревательные элементы 4

    ГидроузлыТрубы и фитинги 38

    Copp 4Гибкие стальные трубы 3Теплоизоляция для трубПереходы и соединения для труб 31

    Автоматика солнечных коллекторов 4

    Датчики автоматизации солнечных коллекторов 2Программное обеспечение для автоматизации солнечных коллекторов

    Элементы системы солнечных коллекторов 23

    Деаэраторы 2Электродвигатели 2Расширительные баки 7РасходомерыТеплоносители 3Теплообменники 3Насосы 1Заправочное оборудование 1Tens 3Вакуумные адаптеры 1

    Солнечные коллекторы на крыше — наборы

    Коричневые наборы RAL 8017 Наборы цветов TEXClay RAL 8017 Наборы TEXGray RAL 8017 Наборы TEXGreen RAL 8017 TEX

    Инструменты и расходные материалы 9Разъединители FET 8Объединители/изоляторы аккумуляторных батарей с микропроцессорным управлением 7Объединители/изоляторы литий-ионных аккумуляторов с микропроцессорным управлением 10

    Электрооборудование 40

    ANL Держатели предохранителей и предохранители 3Шунты 4Предохранители (прочие) 55Изолирующий трансформатор 8Береговые кабели, розетки и аксессуары 14

    Мобильность 5

    Продукция Exendis 4Разное 1

    Переключатели ввода/вывода / Распределение постоянного тока 8

    Продукция Lynx 3Переключатели переключения 5

    Кабели и разъемы для солнечных панелей 12 900 Garden 1 Maristow — Солнечный коллектор

    Солнечный коллектор
     
    Большая часть следующего взята с сайта

     
    http://www.greenspec.co.uk/html/energy/solarcollectors.html    Он также представляет собой хорошее руководство по солнечным водонагревателям в целом.

    Выбор коллектора

    В постоянно солнечном климате плоские коллекторы более эффективны, тогда как в более пасмурных условиях их выход энергии быстро падает по сравнению с вакуумными трубками.

    Плоская пластина:


     
    Плоский коллектор состоит из абсорбера, прозрачной крышки, каркаса и изоляции.Обычно в качестве прозрачного покрытия используется солнцезащитное стекло с низким содержанием железа, так как оно пропускает большую часть коротковолнового спектра света.
    Только очень небольшая часть тепла, выделяемого поглотителем, уходит через кожух (парниковый эффект).
    Кроме того, прозрачная крышка предотвращает унос собранного тепла ветром и ветерком (конвекция). Вместе с рамой чехол защищает амортизатор от неблагоприятных погодных условий. Типичные материалы каркаса включают алюминий и оцинкованную сталь; иногда используется пластик, армированный стекловолокном.
    Изоляция на задней стороне поглотителя и на боковых стенках снижает потери тепла за счет теплопроводности. Утеплитель обычно из пенополиуретана или минеральной ваты.

    Мне нравится этот, потому что он намного проще и, вероятно, дешевле.

    http://www.mondodesigno.com/ben/serpentine.html — показано, как трубы могут располагаться внутри коллектора

    ________________________________________________________________________________________________________________

    Вакуумно-трубчатые коллекторы:

       

    В этом типе вакуумного коллектора полоска абсорбера расположена в вакуумированной и устойчивой к давлению стеклянной трубке.Жидкий теплоноситель протекает через абсорбер непосредственно в U-образной трубе или противотоком в системе «труба в трубе». Несколько одиночных труб, последовательно соединенных между собой, или трубки, соединенные друг с другом через коллектор, составляют солнечный коллектор. Коллектор с тепловыми трубками содержит специальную жидкость, которая начинает испаряться даже при низких температурах. Пар поднимается по отдельным тепловым трубам и нагревает жидкость-носитель в основной трубе с помощью теплообменника. Конденсированная жидкость затем стекает обратно в основание тепловой трубы.
    Трубы должны располагаться под определенным углом над горизонталью, чтобы происходил процесс испарения и конденсации. Существует два типа подключения коллектора к солнечной циркуляционной системе. Либо теплообменник входит непосредственно в коллектор («мокрое соединение»), либо соединяется с коллектором теплопроводным материалом («сухое соединение»). «Сухое соединение» позволяет заменять отдельные трубки без опорожнения всей системы от жидкости. Вакуумные трубки имеют то преимущество, что они эффективно работают при высоких температурах поглотителя и низком излучении.Размещение коллектора — ориентировочно на южную сторону и под углом 35 градусов к горизонтали, под прямыми солнечными лучами, избегать затенения.

    Что нужно помнить:

    Перегрев — обычная плоская пластина может нагреваться до 130 градусов по Цельсию; убедитесь, что горячая вода никого не обожжет. (?)

    Вода не должна оставаться в секции трубы при нормальном использовании.

    Должен уметь сбрасывать снег.

    Подключение коллекторов и интегрированный проект солнечной системы нагрева воды

    Соединение коллектора

    Поскольку для солнечного отопления обычно требуется коллектор площадью десятки квадратных метров, а каждый модуль коллектора обычно имеет площадь всего несколько квадратных метров, каждая система солнечного коллектора должна быть установлена ​​как массив солнечных коллекторов.Различные схемы влияют на скорость потока и теплообмен каждого коллектора и оказывают большое влияние на общую производительность системы. Поэтому вопрос о том, как расположить коллекторы в массиве, является важным.

    Существует три способа соединения коллекторов в группы коллекторов: последовательное, параллельное и последовательно-параллельное. Для систем с естественной циркуляцией коллекторы не могут быть соединены последовательно. В противном случае в системе будет затруднена циркуляция из-за большого сопротивления циркуляционному потоку.Его можно подключать только параллельно, а количество коллекторов в каждой группе коллекторов не должно превышать 16 или общая площадь не должна превышать 32 м².

    Для систем с неестественной циркуляцией коллекторы могут быть соединены последовательно или параллельно. Как правило, используется параллельное соединение. При последовательном соединении количество коллекторов не должно превышать трех.

    1. Параллельный

    Для плоских коллекторов параллельное соединение предназначено для соединения верхней и нижней части одного конца коллектора с верхней и нижней частью другого коллектора, как показано на рисунке 1.После параллельного соединения первый коллектор и последний коллектор имеют по одному порту, один порт зарезервирован на одной стороне, а другой зарезервирован для формирования диагонального прохода.

    Рисунок 1 – Параллельно

    2. Серия

    При последовательном соединении соедините верхнюю часть одного конца коллектора с нижней частью другого коллектора, как показано на рис. 2. После последовательного соединения один порт зарезервирован для первого коллектора, а для последнего коллектора один порт оставлены с одной стороны, а другая сторона оставлена ​​для образования диагонального прохода.

    Рисунок 2 – Серия

    3. Последовательно-параллельная система

    Для системы горячего водоснабжения с принудительной циркуляцией из-за большой площади сбора тепла и водяного насоса в качестве циркуляционной мощности соединение коллекторов в основном использует последовательно-параллельное или параллельно-последовательное гибридное соединение, как показано на рисунке 3.

    Рисунок 3 – Последовательная и параллельная система

    4. Система параллельного ряда

    Он соединяет коллекторы, соединенные параллельно, в единый блок, а затем соединяется последовательно, образуя единый массив, как показано на рис. 4.

    Рисунок 4 – Параллельно-последовательная система

    Комплексный проект солнечной системы нагрева воды

    С 2002 года Национальный центр инженерных технологий жилищного строительства и жилой среды проводит исследования по теме «Развитие технологий использования солнечной энергии в горячем водоснабжении жилых домов», проект специального фонда для развития технологий и исследований национальных научных исследований. института на 3 года. Основываясь на фактическом обследовании жилых зданий и систем горячего водоснабжения, исследовательская группа провела исследования по ключевым технологиям, таким как интеграция систем солнечного водонагрева и зданий, проектирование систем, установка и строительство, предложила комплексные методы проектирования и расчетные точки для жилых помещений. солнечные водонагревательные системы, создали интегрированную систему индексов технико-экономической оценки и заполнили пробел в Китае.В то же время уточняется направление проектирования модификации комбинации солнечных водонагревателей и зданий, что способствует разработке и индустриализации продуктов солнечной энергетики. Эти результаты научных исследований имеют практическое значение для проектирования бытовых систем солнечного водонагрева в Китае и продвижения инженерных разработок.

    Комплексное проектирование относится к проектированию жилого здания, в котором используется солнечная энергия (или в сочетании с другими источниками энергии) для обеспечения системы горячего водоснабжения в качестве источника тепла, включая весь процесс от планирования и позиционирования до завершения проектирования строительного чертежа.Комплексный проект должен всесторонне учитывать такие факторы, как региональные ресурсные условия, типы жилых зданий, экономическая доступность, планировка здания, внешний вид здания, условия потребления и использования горячей воды, форма и производительность коллектора, конфигурация системы, режим работы, способ установки, форма интерфейса и размер, безопасность, техническое обслуживание и экономические и технические показатели, а также профессиональное участие в строительстве, конструкции, водоснабжении и водоотведении, электричестве и газе, чтобы солнечная система нагрева воды соответствовала проектным требованиям жилых проектов.Исследовательская группа также предложила принципы, которым необходимо следовать при комплексном проектировании систем солнечного нагрева воды:

    .

    Во-первых, уделите первоочередное внимание солнечной энергии и максимально используйте ее; во-вторых, обеспечить стабильное горячее водоснабжение; в-третьих, место установки и форма соединения оборудования и компонентов должны учитываться при проектировании смежных профессий, таких как строительство; в-четвертых, установка системы должна обеспечивать безопасность, надежность и простоту обслуживания.Эти принципы соответственно отражают энергосбережение, функцию использования, адаптируемость и безопасность системы солнечного водонагрева в жилых помещениях. На основе большого количества исследований и испытаний исследовательская группа подробно представила комплексный процесс проектирования системы солнечного водонагрева жилого дома, включая: технико-экономическое обоснование использования солнечной энергии в качестве источника горячей воды; архитектурная интеграция системы солнечного нагрева воды, проектирование интеграции системы водоснабжения, проектирование структурной интеграции и технологии строительства, технико-экономическая оценка и проектирование модернизации водонагревателя и т.

    Добавить комментарий

    Ваш адрес email не будет опубликован.