Учебник сантехника Полезные статьи о сантехнике, вентиляции, подключении и отводе воды. Гелиосистемы для отопления
инструкция, фото и видео-уроки, цена
Так складывается ситуация, что цена на природный газ с каждым годом стремительно растет. А так как большинство котлов у потребителей работает именно на таком виде топлива, то это приводит к тому, что люди платят все больше и больше своих кровных денег. Хотя у другие энергоресурсы дорожают, но не с такими темпами.
Частный дом с солнечным коллектором
В последнее время появился вариант для экономии – гелиоотопление. Но в большинстве случаев люди переоценивают возможности таких установок, потому что они хороши лишь для экономии, а работать только самостоятельно они не могут. При этом такая установка предъявляет много требований к объекту проектирования и прочим составляющим системы отопления. С этими требованиями мы и ознакомимся в этой статье.
Объект установки и требования к нему
Как вы уже поняли из всего вышесказанного, гелиосистемы работают совместно с обычными источниками теплоты:
В результате такого симбиоза гелиосистема для отопления помогает сэкономить часть топлива благодаря энергии Солнца. Нужно отметить, что наибольшая эффективность такой системы в наших широтах в летний период, когда Солнце находится под оптимальным углом и максимальное время. Увидеть подробности этого явления вы можете на фото внизу.
Производительность по месяцам
Где:
- Е – производительность плоского коллектора при площади пятнадцать квадратных метров;
- D – тоже самое при площади пять квадратных метров;
- С – нагрузка на ГВС;
- В – нагрузка на отопление постройки нового образца;
- А – тоже, но постройки старого образца.
Проанализировав эту картинку можно прийти к выводу, что отапливать лишь гелиосистемой можно, но крайне сложно. Главные трудности (соответствие дома требованиям) можно минимизировать за счет идеальной теплоизоляции и небольшой площади. В таком случае гелиосистемы могут взять на себя нагрузку порядка тридцати процентов. Помимо этого необходимо учитывать требования к характеристикам и параметрам самой системы обогрева.
Принцип работы
Требования к характеристикам и параметрам солнечных систем
В этом разделе мы рассмотрим основные требования к гелиосистеме:
- Общих особенностях;
- Площади гелиополя;
- Угла наклона самих коллекторов;
- Объёма емкостного водонагревателя.
Коллектор, установленный под углом тридцать градусов
Общие особенности
Если вести диалог о таких системах, то для поддержания ними обогрева нужно помнить, что:
- гелиосистема для отопления не может заменить основной источник теплоты, а также уменьшить его мощность;
- она не должна рассматриваться как основной компонент теплоснабжения. В последнем большую роль играет качество работы основного генератора теплоты. Применение солнечных коллекторов позволит только повысить эффективность всей системы обогрева, но никак не полностью её заменить;
- Возможности поддержания отопительных систем без аккумулирования теплоты сильно ограничены;
- В летние периоды, когда нет потребности в обогреве, такая гелиосистема будет простаивать, если к ней не подключить контур горячего водоснабжения.
Несколько последовательно установленных солнечных установок
Площадь
Инструкция для нахождения параметров в целях поддержания обогрева декларирует, что берется во внимание тепловая нагрузка в летние месяцы. Она в себя включает нагрузку на ГВС и нагрузки прочих потребителей, работающих от гелиосистемы, к примеру, поддержание заданной температуры в подвальных помещениях, чтобы предотвратить конденсационные процессы.
Для таких потребностей специалисты выполняют расчет коллектора на нужды ГВС, целью которого является нахождение площади. Полученный результат умножают на два или два с половиной и находят диапазон площади коллектора для нужд отопления. Более точные вычисления выполняют, учитывая строительные размеры и монтажные работы гелиополя.
Устройство коллектора
Существует также и альтернативный способ подсчета, который производится на основании площади постройки и не является объективным. Если проанализировать потребности в тепловой нагрузки в течение всего года то становиться очевидным тот факт, что площадь коллектора на квадратный метр находится в пределах 0,1-0,2. Это говорит о том, что площадь будет изменяться в два раза! Этот факт сильно усложняет возможность четкого определения площади.
Помимо этого недостатка есть еще один – потребности в горячей воде не берутся должным образом, потому что нет четкого соотношения между площадью помещения и расходом воды для нужд ГВС.
Водонагреватель емкостного типа
Важно! Если в вашем доме есть бассейн, который обладает подогревом, то температура в нем может поддерживаться за счет избытка теплоты в летние месяцы. Такое решение никак не повлияет на площадь самого коллектора.
Угол наклона
Если гелиосистема обладает возможностью выбора угла наклона, то необходимо установить её на угол шестьдесят градусов. Такой угол позволяет, если сравнивать с коллекторами ГВС, достигнуть большей производительности в переходные периоды, а в летние получить меньше излишков теплоты. Такие установки можно ставить на грунте или плоской крыше.
Если место для монтажа это горизонтальная крыша с наклоном порядка тридцати градусов, то плоские тип оборудования не подойдет, нужно устанавливать трубные коллекторы вакуумированного типа с горизонтальной установкой.
Движение жидкости в коллекторе
Емкостный водонагреватель и его объем
Для случаев, когда в летние месяцы наблюдается плохая туманная погода, устанавливают емкостные водонагреватели.
Идеальные объемы таких элементов относительно одного метра квадратного гелиополя:
- Для плоских типов находятся в пределах пятидесяти — семидесяти литров;
- Для вакуумированных в диапазоне семьдесят – восемьдесят литров.
Требования к конструкции
При проектировании теплоснабжающей системы есть два варианта получать энергию Солнца:
- направить её в контур отопления (выполняет нагрев обратки отопления). В таких установках подогретая солнечной энергией вода выполняет работу, когда в баке температура воды больше чем в трубопроводе обратки. Если температура в подаче недостаточна, то вступает в работу основной источник теплоты;
Установка с нагревом воды в аккумуляторе
- направить на нагрев бака аккумулятора. В таких установках вода в баке доводится до температуры равной подаче благодаря котлу отопления или солнечному коллектору. В таком случае отопительный контур подключается через этот бак.
Установка с нагревом обратки
Требования к основному генератору теплоты
В народе есть распространенное мнение, что старые котлы имеющие малый коэффициент КПД, нужно включать в работу так, чтобы они нагревали воду с запасом по температуре. Делается это для того чтобы уменьшить частоту включения горелок, именно из-за них уменьшается эффективность работы системы. Специалисты не рекомендуют применять старые котлы с гелиосистемами, а заменять их современными источниками теплоты. Видео с такими моделями вы можете увидеть в нашей галерее сайта.
Совет. Не стоит экономить деньги на расчетах и монтаже, потому что, выполняя эти работы своими руками, вы можете допустить критические ошибки. Это не тот компонент, на котором можно сэкономить.
В отличие от «допотопных» источников теплоты, новые модели вырабатывают количество теплоты, которое требуется на данный период времени, чтобы получить необходимую температуру теплоносителя. Если происходит нагрев водонагревателя за счет генератора теплоты, то ухудшается КПД системы. Помимо этого, увеличивается температура воды на входе в установку, а, следовательно, качество работы гелиосистемы уменьшается в разы.
Современные источник теплоты Viessmann
Именно по этой причине ведущие специалисты рекомендуют применять нагрев обратки отопления. К тому же эти специалисты советуют использовать конденсационные котлы, при их применении возрастает КПД всего механизма теплоснабжения.
Требования к приборам обогрева
Самым оптимальным решением при функционировании гелиосистемы является установка теплых полов. Сама установка выдает теплоноситель с температурой не более пятидесяти градусов, что вполне устраивает «теплый пол», так как он имеет температурный режим 40/30.
Прибор обогрева
Если же говорить о радиаторах отопления, то они эффективно работают в большем режиме – 90/70. Поэтому воду придется догревать в котле, после чего увеличиться температура теплоносителя на входе в коллектор (читайте также о том, как рассчитать отопление).
Важно. Повышение температуры на входе в гелиосистему приводит к снижению её КПД. Это неоспоримый факт, который делает использование теплых полов более экономически выгодным. Большое значение также играет правильность гидравлического увязывания трубопроводов и батарей. Теплый пол
Итоги
Предлагаю совместно с вами подвести итоги этой статьи и выделить основные пункты, которые мы рассматривали:
- Коллекторы хорошо подойдут для построек небольшой квадратуры и с хорошей изоляцией;
- При правильном монтаже и расчете такая установка покрывает тридцать процентов нагрузки;
- Обязательно применение традиционных котлов, предпочтительнее конденсационных;
- Необходимая площадь установки для ГВС минимум в два раза больше чем для отопления;
- Идеальный угол монтажа – шестьдесят градусов;
- Объем емкостного водонагревателя должен быть в диапазоне пятидесяти – девяноста литров;
- Эти гелиосистемы хорошо работают как с теплыми полами, так и с батареями.
otoplenie-gid.ru
видео-инструкция как сделать гелиоотопление своими руками, фото и цена
Энергосберегающие технологии не стоят на месте – с каждым годом на рынке появляется все больше и больше предложений по продаже и установке тех или иных экономичных систем обогрева дома. Пожалуй, одно из самых необычных и привлекательных предложений – это гелиоотопление.
В этой статье мы рассмотрим, что это вообще такое, а также разберемся в особенностях данной технологии. Кроме того коснемся и некоторых нюансов установки.
Фото дома, на кровле которого установлены солнечные коллекторы
Итак, начнем.
Что представляет собой гелиосистема
Если вкратце, то суть такой системы в том, что она преобразует солнечную энергию в другие типы энергии. Гелиосистемы на данный момент применяются для получения либо тепловой, либо электрической мощности.
Основной компонент тут – это солнечный коллектор. Главное отличие изделия от солнечной батареи заключается в том, что последняя является «поставщиком» непосредственно электричества. А коллектор же выполняет нагрев теплоносителя.
Схема работы солнечной батареи для поставки электричества в дом
То есть устройство накапливает солнечное тепло, которое переносится видимым переносимым светом и инфракрасным излучением, и затем как бы «передает» все накопленное тепло в воду системы отопления и горячего водоснабжения.
Отсюда вытекают основные сферы применения коллекторов:
- Отопление и поставка горячей воды в коттеджах, домах и дачах.
- Подогрев воды в бассейнах.
- Нагрев теплоносителя в системах водяных теплых полов.
- Дополнительный элемент отопления в крупных промышленных зданиях и административных учреждениях.
Теперь начнем более подробный обзор.
Принцип работы конструкции
Коллектор стандартного типа представляет собой квадратную или прямоугольную панель, под которой располагается пластина – «поглотитель» тепла. Внутри пластины проходит жидкость-теплоноситель, которая после нагрева переходит в специальный накопительный бак, где уже и собирается основное количество горячей воды.
Схема работы системы с накопительным баком
Обратите внимание! Накопительную емкость нужно постараться утеплить максимально эффективно, чтобы вода остывала как можно медленнее. Если это будет обычная сталь безо всяких изоляционных прослоек, то вода остынет буквально за ночь в летнее время и за пару часов в зимний период.
Принцип тут довольно простой – чем больше площадь поверхности конструкции, тем большее количество тепла способна создать система. По сути, тут действует принцип теплицы – плоскость нагревается и внутри коллектора скапливается огромное количество горячего воздуха.
При этом конструкция имеет очень хорошую, грамотно продуманную теплоизоляцию, благодаря которой накопленное тепло не «уходит» за пределы панели, а гарантированно остается внутри.
Пример здания с огромной площадью гелиосистем
Автоматически получается, что гелиосистема для отопления обладает таким важным качеством, как абсолютная экологичность. Ведь тут при нагреве воды не происходит никаких вредных выбросов углекислого газа и токсичных веществ.
Конструкции бывают двух видов:
- Активные системы. В них горячая вода подается в бак с помощью специальных электрических насосов.
- Пассивные. Тут циркуляция воды происходит естественным способом.
С основными данными закончили, теперь ознакомимся с особенностями системы.
Преимущества и недостатки
Лучше всего разобрать все в сравнительной таблице.
| Плюсы гелиосистем: | Минусы: |
| Высокий уровень экономичности – при правильной установке и расчете, снижение затрат на обогрев дома может достигать 30-50%.Все зависит от того насколько верно рассчитана мощность оборудования и насколько хорошо утеплен дом. Что же касается горячего водоснабжения, то тут можно достигнуть и планки в 90-95%. | Существует прямая зависимость от погоды и силы солнечного света. Естественно, что в пасмурную погоду гелиосистема будет нагревать воду довольно медленно.Кроме того есть и такой негативный фактор, как сезонная зависимость – в большинстве регионов в зимний период не очень-то и солнечно. |
| Долгий срок службы, который обычно составляет не менее 25 лет! | Инструкция монтажа хоть и довольно проста, но самостоятельно такой сборкой лучше не заниматься. Во-первых, если работы выполняют не продавцы, то срок гарантии автоматически уменьшается, а, во-вторых, тут все-таки требуется определенный опыт и знания. |
| Во время эксплуатации не требуется постоянного контроля, по сути, можно месяцами не проверять ничего. | Система не везде может эффективно работать. Например, если ваша квартира выходит на северную или теневую сторону, то устанавливать коллектор бессмысленно, потому что подогрев в такой ситуации будет очень слабый. |
На плоскость приборов попадает тень
Ну и, конечно, нельзя не отметить главную особенность коллекторов – цена систем такого типа довольно высокая и без «прицела» на долгие годы или на большие объемы горячей воды – их покупать нецелесообразно.
То есть если в доме вы проживете несколько лет, то дешевле будет переплачивать за другую энергию. А вот если такую покупку делать для приморского пансионата, например, или для дома, где вы живете постоянно, то это решение однозначно выгодное.
Теперь стоит коснуться одного важного момента.
Виды гелиосистем
На рынке вы можете встретить две модели коллекторов – плоские и вакуумные, и этот нюанс может стать затруднением, потому что продавцы-консультанты далеко не всегда могут объяснить толково и доступно в чем тут разница. Кроме того иногда перед работниками магазина может стоять задача склонять покупателя в сторону какого-то одного варианта, который, кстати, не всегда является оптимальным.
Мы расскажем о том, чем отличается одна гелиосистема от другой, чтобы максимально облегчить вам процесс выбора.
Начнем обзор этого момента.
Вакуумные коллекторы
Вакуумные изделия
Конструкция такого типа устроена по принципу термоса – трубки с теплоносителем вставлены в трубки большего диаметра и получается, что между ними создается вакуумная прослойка, которая служит теплоизоляционным слоем. В принципе считается, что такая прослойка позволяет сохранять около 95% накопленного тепла.
Обратите внимание на то, что теплоносителем в таких системах может служить не только вода, но и также практически любой антифриз. Это свойство позволяет максимально обезопасить трубы или радиаторы от разрыва в зимний период в случае аварийной остановки системы.
Изделие вакуумного типа обладает такими положительными качествами:
- Ремонтопригодность. Поскольку прибор состоит из трубочек, то при поломке одной из них – ее легко можно заменить на другую. При этом, как вы понимаете, замена трубочки по стоимости гораздо ниже обойдется, чем замена прибора целиком.
Так выглядят тепловые трубки
- Способность нагревать воду до температуры кипения.
Что же касается недостатков, то можно выделить такие особенности:
- Трубочки довольно хрупкие, поэтому панель боится механических ударов и нагрузок. Даже при небольшой трещине на стеклянной поверхности – поврежденный элемент коллектора мгновенно теряет свои теплосберегающие свойства.
- Ухаживать за вакуумным изделием трудно, так как очистить каждую трубочку от снега, пыли или грязи довольно проблематично. Во-первых, к месту установки еще нужно добраться, а, во-вторых, если накопителей много, то протереть все трубочки – та еще работа.
И рассмотрим второй тип нагревателей.
Плоские панели
Плоские приборы
По сути, данные изделия представляют собой тонкие короба из металла, которые закрыты либо стеклянной, либо пластиковой крышками. А вот уже внутри такого короба и располагаются все те же трубочки с теплоносителем. Короба имеют довольно хороший уровень теплоизоляции и трубочки внутри них могут быть сделаны из матового или прозрачного стекла.
Совет: эффективнее всего использовать варианты с матовым стеклом, в котором уровень содержания железа не очень высокий. Такие решения стоят немного дороже, но зато этот материал пропускает солнечное излучение практически на все 100%. То есть нагрев теплоносителя будет осуществляться быстрее.
Плоские изделия труднее и дороже ремонтировать своими руками за счет того, что при выходе устройства из строя – заменить придется всю панель. Но зато за счет наличия защитной крышки и короба – стойкость к механическим повреждениям тут довольно высокая.
Ну и уход – согласитесь, плоскую большую поверхность гораздо легче протереть, чем массу трубочек.
В принципе, если говорить о том, какой вариант лучше, то универсального ответа тут нет. Ориентироваться нужно на бюджет и особенности задачи. Если требуется решение, в котором температуру воды требуется повышать всего лишь на 20-40 градусов выше от показателей окружающей среды, то оптимально подойдет плоский коллектор.
Ну а если нужна максимально горячая вода и нет опасности механических повреждений, то лучше взять вакуумный аналог.
В целом же стоит помнить, что основное назначение гелиосистем – это совместная работа, в комплексе с другим теплогенератором. То есть гелиосистема для отопления первично нагревает теплоноситель, когда мощность солнечного света позволяет это сделать, а газовый или электрический котел отопления при необходимости доводят жидкость до более высокой температуры.
Пример системы, работающей в комплексе с основным котлом отопления
Вот только в такой «связке» данная технология будет выгодной и эффективной. Безусловно, можно попытаться сделать абсолютно автономное солнечное отопление и горячее водоснабжение – и это реально, вот только затраты будут очень большими.
Ведь в нашей стране изменчивые погодные условия, а значит, придется устанавливать большое количество панелей и при этом в регионах с очень суровым климатом все равно придется использовать дополнительные котлы для подстраховки.
Теперь коснемся еще одного момента.
Рекомендации по установке
В этом списке мы перечислим те моменты, к которым монтажники должны подойти со всей ответственностью.
Итак, важны такие нюансы:
- Площадь гелиополя. То есть позаботьтесь проверить, достаточное ли количество панелей вы приобрели. Также часто случается так, что магазин в погоне за прибылью продает слишком большое количество изделий.
- Угол наклона коллекторов.
Исходные данные для вычисления оптимального угла наклона прибора
- Объем накопительного бака.
Во всех случаях самым лучшим решением будет взять консультацию у независимого специалиста и уже с этими расчетами идти в магазин.
На этом наш обзор завершен, и можно перейти к итогам.
Вывод
Мы с вами рассмотрели, что такое гелиосистема для отопления, разобрались в том, какие они бывают, а также вкратце коснулись и тех важных моментов, которые нужно учитывать при установке.
Надеемся, что информация вам пригодится в деле, и вы сможете приобрести по-настоящему подходящую систему и проследить за тем, чтобы ее установили правильно. Если же сведений показалось недостаточно, то обратите свое внимание на дополнительное видео в конце данной статьи.
gidroguru.com
Отоплении домов с помощью гелиосистем
Немного теории
В южных краях, на том же о. Кипр, где солнце по сути светит круглый год, гелиосистемы установлены на каждом доме. И в этом нет ничего удивительного. У нас же всегда считалось, что солнце не такое жаркое, а климат не такой благоприятный, чтобы позволить повсеместно устанавливать гелиосистемы. Математические же подсчёты опровергают эти доводы.
Судите сами. В зависимости от климатических условий и широты местности, среднегодовой поток солнечного излучения на земную поверхность составляет от 100 до 250 Вт/м2, достигая пиковых значений в полдень при ясном небе, практически в любом (независимо от широты) месте — около 1000 Вт/м2. В условиях средней полосы России солнечное излучение «приносит» на поверхность земли энергию, эквивалентную примерно 150 кг у.т./м2 в год, где у.т. — это условное топливо (здесь и далее).
Практическая задача, стоящая перед разработчиками и создателями различного вида солнечных установок, состоит в том, чтобы наиболее эффективно «собрать» этот поток энергии и преобразовать его в нужный вид энергии (теплоту, электроэнергию) при наименьших затратах на установку. Простейшим и наиболее дешёвым способом использования солнечной энергии является нагрев бытовой воды в так называемых плоских солнечных коллекторах.
Тенденция последних трех лет — повышение мощности установок при снижении их цены. Сегодня стоимость вакуумных солнечных систем вполне сопоставима с затратами на традиционные системы отопления.А экономия, которую они дают, существенная
Показатели экономичности
По данным лаборатории нетрадиционной энергетики Института проблем морских технологий ДВО РАН (г. Владивосток) в целом солнечные установки могут обеспечить следующие показатели (на 1 м2 солнечного коллектора):
- выработка тепловой энергии в среднем: 600-800 кВт/ч (в год), максимальная — до 1050 кВт/ч (в год), что позволит покрыть до 40-60 % потребностей индивидуальных потребителей в тепле, соответственно, уменьшить расход органического топлива до 100 кг в год на 1 м2 площади солнечных коллекторов и снизить загрязнение окружающей среды при его сжигании.
- экономия органического топлива составляет около 100 кг у.т./м2 отапливаемой площади помещения. Установка с площадью солнечных коллекторов 30 м2 в целом экономит около 3 тонн у.т. или около 7,8 тонн угля;
- снижение выбросов СО2 достигает 0,6-0,7 кг на 1 кВт/ч выработанной тепловой энергии;
- 1 м2 солнечного коллектора предотвращает выброс 350-730 кг углекислого газа в год
Принцип работы солнечной водонагревательной установки
Рис. 1. Схема круглогодичной солнечной водонагревательной установки
Круглогодичная солнечная водонагревательная установка — СБУ (рис.1) состоит из солнечного коллектора и теплообменника-аккумулятора. Сердце системы — это коллектор. Он представляет собой устройство, позволяющее эффективно использовать энергию солнечного излучения для нагрева теплоносителя (антифриза). Теплоноситель нагревается в солнечном коллекторе энергией солнца и отдаёт затем тепловую энергию воде через теплообменник, вмонтированный в бак-аккумулятор. В баке-аккумуляторе хранится горячая вода до момента её использования, поэтому он должен иметь хорошую теплоизоляцию.
В первом контуре, где расположен солнечный коллектор, может использоваться естественная или принудительная циркуляция теплоносителя. В бак-аккумулятор может быть установлен электрический или какой-либо другой автоматический нагреватель-дублёр. В случае понижения в баке-аккумуляторе температуры ниже установленной (продолжительная пасмурная погода или малое количество часов солнечного сияния зимой)нагреватель-дублёр автоматически включается и доводит воду до заданной температуры.
В результате, используя систему солнечного отопления, можно получить до 50-60% горячей воды, необходимой в течение года для отопления и бытовых нужд. В летнее время солнце полностью обеспечит дом горячей водой.
Виды гелиосистем
Существуют различные виды солнечных коллекторов, но наибольшее распространение получили плоские коллекторы и коллекторы с вакуумными трубками (рис. 2)
Рис. 2. Солнечный коллектор
В мировой практике наиболее широко распространены малые системы солнечного теплоснабжения. Как правило, такие системы включают в себя солнечные коллекторы общей площадью 2-8 м2, бак-аккумулятор, ёмкость которого определяется площадью используемых коллекторов, циркуляционный насос или насосы (в зависимости от типа тепловой схемы) и другое вспомогательное оборудование. В небольших системах циркуляция теплоносителя между коллектором и баком-аккумулятором может осуществляться и без насоса, за счёт естественной конвекции (термосифонный принцип). В этом случае бак-аккумулятор должен располагаться выше коллектора.
Простейшим типом таких установок является коллектор, спаренный с баком-аккумулятором, расположенным на верхнем торце коллектора. Системы такого типа используют обычно для нужд горячего водоснабжения в небольших односемейных домах коттеджного типа.
Рис.3. Тепловая схема активной солнечной системы горячего водоснабжения и отопления: 1 — радиатор отопления; 2 — отопительный котёл; 3 — солнечный коллектор; 4 — разбор горячей воды; 5 — тёплая вода для системы отопления; 6 — вода из солнечного коллектора; 7 — насосная группа; 8 — тепловой аккумулятор солнечной установки.
На рис. 3 показан пример активной системы большего размера, в которой бак-аккумулятор расположен ниже коллекторов, и циркуляция теплоносителя осуществляется с помощью насоса. Такие системы используют для нужд и горячего водоснабжения, и отопления. Как правило, в активных системах, снимающих лишь часть нагрузки отопления, предусматривают дублирующий источник тепла, использующий электроэнергию или газ.
Сравнительно новым явлением в практике использования солнечного теплоснабжения являются крупные системы, способные обеспечить горячим водоснабжением и отоплением многоквартирные дома или целые жилые кварталы. В таких системах используются либо суточное, либо сезонное аккумулирование тепла. Суточное аккумулирование предполагает возможность работы системы с использованием накопленного тепла в течение нескольких суток, сезонное — втечение нескольких месяцев.
Для сезонного аккумулирования тепла используют большие подземные резервуары, наполненные водой, в которые сбрасываются все излишки тепла, получаемого от коллекторов в течение лета. Другим вариантом сезонного аккумулирования является прогрев грунта с помощью скважин с трубами, по которым циркулирует горячая вода, поступающая от коллекторов.
На заметку
Европейские страны являются бесспорными лидерами в разработке новых систем солнечного теплоснабжения, однако сильно уступают Китаю в объёмах ввода в эксплуатацию новых солнечных установок. На Поднебесную сегодня приходится 78% вводимых в эксплуатацию солнечных коллекторов от общего числа производимых в мире. На долю Европы приходится всего 9%, Турции и Израиля — 8% и остальных стран — 5%. Не удивительно, что проще и дешевле сейчас в России купить именно китайские гелиосистемы, тем более что качественный показатель у них не хуже.
Математическое моделирование простейшей солнечной водонагревательной установки, проведённое в Институте высоких температур РАН с использованием современных программных средств и данных типичного метеогода показало, что в реальных климатических условиях России целесообразно использование солнечных водонагревателей.
Так, для установки системы с отношением площади солнечного коллектора к объёму бака-аккумулятора 2 м2/ 100 л вероятность ежедневного нагрева воды до температуры не менее чем 37°С составляет 50-90%, до температуры не менее чем 45°С — 30-70%, до температуры не менее чем 55°С — 20-60%. Максимальные значения вероятности относятся к летним месяцам.
Солнечную энергию широко используют для хозяйственных нужд в Европе. Так, общая площадь солнечных коллекторов, установленных в странах ЕС достигла 13 960 000м.кв., а в мире превысила 150 000 000 м.кв.. Ежегодный прирост площади солнечных коллекторов в Европе в среднем составляет 12%, а в отдельных странах достигает уровня 20-30% и более. По количеству коллекторов на тысячу жителей населения мировым лидером является Республика Кипр, где 90% домов оборудованы солнечными установками (на тысячу жителей здесь приходится 615,7 м2 солнечных коллекторов), за ним следуют Израиль, Греция и Австрия. Абсолютным лидером по площади установленных коллекторов в Европе является Германия — 47%, далее следуют Греция — 14%, Австрия -12%, Испания — 6%, Италия — 4%, Франция — 3%.
В настоящее время в Европе функционирует:
- 10 солнечных систем теплоснабжения с площадью коллекторов от 2400 до 8040 м2;
- 22 системы с площадью коллекторов от 1000 до 1250м2;
- 25 систем с площадью коллекторов от 500 до 1000 м2.
mainstro.ru
Установка гелиосистемы для отопления своими руками: фото, видео, отзывы
Отопление при помощи Солнца – давняя мечта человечества, периодически страдающего то от избытка солнечной энергии, то от ее недостатка. Гелиосистемы – попытка реализовать это желание на бытовом уровне.
Что такое гелиосистема
В общем случае это устройство, которое позволяет преобразовать солнечную энергию в другой вид энергии. По этому признаку системы классифицируются на два вида.
- Система для теплообеспечения – установка, реализующая технологию солнечного коллектора. Конструкция преобразует световую энергию в тепловую, которая используется для обогрева и организации снабжения горячей водой.
- Системы для энергообеспечения – типичный представитель – солнечная батарея, то есть совокупность полупроводников, преобразующих солнечную энергию в электрическую.
Второй вид более универсален, но как указывается в отзывах, альтернативные источники энергии предпочтительнее использовать для отопления, так как последние требуют меньшей мощности.
Гелиосистема для теплобеспечения состоит из солнечного коллектора, бака-аккумулятора, теплоприемника и собственно системы отопления. Передачу тепла обеспечивает движение незамерзающего теплоносителя.
Коллекторы могут быть двух видов.
- Плоские – панели из абсорбирующего вещества, защищенного солярным стеклом и располагающегося на термоизоляционном слое. Незамерзающая жидкость – антифриз, циркулирует по полиэтиленовым или медным трубкам по коллектору, нагреваясь, и передается в бак. На фото – плоский коллектор на крыше.
- Трубчатый или вакуумный – панель, набранная из трубок. Трубка двойная: внешняя часть прозрачная, внутренняя покрыта абсорбером, между ними находится вакуум. Такой исполнение позволяет сохранить больше энергии – до 95%.
Особенности работы гелиосистемы
Как понятно из схемы устройства, источником энергии в системе является солнце. Отсюда вытекает, что наиболее эффективна гелиосистема летом, когда продолжительность дня и интенсивность солнечного излучения максимальны. В зимнее время эффект устройства имеет минимальное значение.
В силу этой особенности использовать солнечный коллектор в качестве основного источника тепла зимой не рекомендуется. Однако, при небольшой площади здания и высокой степени утепления гелиосистема может поставлять до 30% тепла, тем самым способствуя экономии других отопительных ресурсов.
Увеличить полезность устройства можно, используя его для горячего водоснабжения.
Рабочая площадь
Производительность коллектора зависит от площади его рабочего поля и степени освещения. Площадь определяется на основе летней нагрузки: затраты на горячее водоснабжение, поддержку системы, предотвращающую конденсацию, и так далее. Расчеты можно выполнить своими руками: для этого проще всего воспользоваться онлайн-услугой, указав количество обитателей, уровень потребления горячей воды и угол наклона, под которым возможно разместить панель.
Для отопления в зимний период гелиополе – рабочая площадь аппарата, должно быть в 2– 2,5 раза больше. Более точное значение может установить специалист, учитывающий степень утепления, особенности здания и тому подобное.
Угол наклона
Второй значимый фактор для производительности системы – размещение относительно движения солнца.
- Сторона света – юг, так как при любых погодных условиях большую часть дня солнце расположено на южной стороне небосвода.
- Угол наклона – если есть возможность выбирать расположение, то оптимальный угол – 60 градусов. Это положение обеспечивает максимальное попадание солнечных лучей на поверхность в зимнее время. Если выбора нет, то при наклоне менее 30 градусов рекомендуется установить вакуумный коллектор, так как плоский, судя по отзывам специалистов, себя не оправдывает. На фото – вакуумный вариант.
Принцип действия гелиосистемы
Типовая комплектация содержит 5 обязательных компонентов:
- коллектор – плоский или трубочный;
- насос для подачи воды;
- бак-аккумулятор – в нем собирается нагретая вода;
- контроллер;
- доводчик – как правило, электрический тэн.
Предлагается два способ установки системы.
- Аккумуляция – в этом случае нагретая жидкость подается в бак-аккумулятор, нагревает воду, которая при достижении соответствующей температуры, поступает в подающий трубопровод. В зимнее время нагрев воды недостаточен, поэтому бак дополнительные нагревается и с помощью котла или тэнов.
- Подача в систему отопления – коллектор соединяется водонагревателем, откуда нагретая до нужной температуры вода попадает в бак, а затем в трубопровод. Такой способ соединения более выгоден, когда в системе действует котел отопления, так как в этом случае вода в бак попадает уже теплая, а значит, отопительный котел расходует меньше тепла.
Гелиосистема поддерживает как радиаторную систему обогрева, так и напольную.
Установка гелиосистемы
Производить своими руками монтаж возможно только при наличии нужного опыта. Как правило, самостоятельно выполняются работы по размещению системы на баню или душевые. Коллекторы наиболее удобно располагать на крыше – лучше инсоляция и меньше опасности оказаться в тени объектов, что само по себе представляет и сложность, и опасность для жизни.
- Аппараты размещаются на крыше здания: плоские укладываются на ее поверхности, трубчатые рекомендованы установить на опоры. Дело в том, что снег на плоских аппаратах не задерживается, в то время как с вакуумных его нужно будет очищать.
- Бак-аккумулятор, насос и теплообменник рекомендуется установить как можно ниже, соблюдая те же условия для естественной циркуляции, что и в обычной водяной системе отопления. Если предполагается установить насос, то расположение коллектора не имеет особого значения.
- В качестве теплоносителя рекомендуется использовать антифриз, так как зимой угроза замерзания воды сведет на нет все преимущества солнечного обогрева.
На видео демонстрируется установка коллектора своими руками.
kamingid.ru
Гелиосистемы для отопления дома своими руками
Эффективным источником энергии и тепла для загородного и дачного дома, особенно для тех, в непосредственной близости от которых инженерные коммуникации отсутствуют, может быть солнечное тепло. Немаловажно и то, что солнечная энергия не только не иссякает, но и не требует оплаты. Для солнечной энергетики введен специальный термин — гелиоэнергетика, Спектр гелиоустановок применения весьма широк. Это нагревание и охлаждение воды в том числе для целей отопления и кондиционирования, опреснение воды, выработка электрической энергии (для этого гелиосистемы снабжаются фотоэлементами) и пр.
Сейчас в мировом масштабе эксплуатируются 160 млн м2 солнечных коллекторов, из них по 10 млн м2 приходится на Китай и США, 8 млн м2 — на Японию, 6,2 млн м2 — на Германию и т. д. Достаточно сказать, что в Европе к 2020 г. планируется 70 % жилого фонда перевести на солнечную энергию. В нашей же стране картина не столь радужная, скорее удручающая. В России площадь водонагревательных установок, функционирующих на основе солнечной энергии, составляет лишь 20 000 м2! Может быть, нам не интересны экологически чистые источники энергии? Или у нас неисчерпаемые запасы углеводородов? Наверное, это тоже имеет место быть, хотя не исключаются и другие причины, в частности различного рода заблуждения о гелиотехнике.
К разряду мифов следует отнести мнение о том, что на тех широтах, на которых лежит наше отечество, мало солнца и поэтому гелиосистемы вряд ли смогут быть эффективными. По количеству солнечной энергии Московская область ничем не отличается от Германии, однако там ее используют, а у нас нет, хотя есть технологии.
Высокая стоимость гелиосистем — еще одно препятствие на пути повсеместного их распространения. Но так было в период их первого появления. В настоящее время очевидной становится тенденция к повышению мощности установок при одновременном уменьшении их цены. Сейчас затраты на приобретение и монтаж гелиосистем сопоставим с теми, которые требуются для устройства традиционных отопительных систем. Однако экономия, которая при этом обеспечивается, значительная. Имеющиеся данные показывают, что 1 м2 гелиоколлектора в среднем за год вырабатывает 600-800 кВт/ч (максимальный показатель — 1050 кВт/ч), что покрывает 40-60 % нужд индивидуальных потребителей в тепле; снижает расход органического топлива (1 м2 дает экономию в 100 кг, а 30 м2 — 7,8 т угля) и выброс углекислого газа.
Бытует и такой взгляд: гелиосистема — это сложное устройство, доступное для понимания лишь единицам. Чтобы опровергнуть этот миф, достаточно разобраться в том, как устроена и как работает гелиосистема.
Ее главным элементом является солнечный коллектор, или гелиоколлектор.
Главная деталь плоского гелиоколлектора — медная или алюминиевая прямоугольная пластина (абсорбер), обработанная с лицевой стороны по особой технологии. Она покрыта чернением, благодаря чему имеет способность поглощать требуемый спектр солнечного излучения, причем эта поверхность всегда бывает только матовой.
Если камин сложен на верхнем этаже, то надо позаботиться о защите деревянного междуэтажного перекрытия от высоких температур. Удачным представляется решение устроить под основанием камина полости, в которой будет циркулировать воздух.
К обратной стороне пластины посредством сварки или высокотемпературной пайки (это необходимо для того, чтобы контакт пластины и трубок был максимально надежным по всей площади коллектора) прикреплены медные трубки, по которым циркулирует теплоноситель (вода или антифриз) и транспортирует тепло. Пластина помещена в теплоизолированный термостойкой минеральной шерстью корпус, защищенный закаленным стеклом толщиной 3 мм с пониженным содержанием металлов, которое, с одной стороны, препятствует повреждению конструкции градом, мелкими камешками и др., пропускает соответствующие спектры солнечного излучения, а с другой — не позволяет отраженной части спектра вернуться наружу. Пространство между стеклом и абсорбером заполнено инертным газом, что снижает теплопотери. Для отвода и подведения теплоносителя предназначено несколько патрубков. Температура воды, нагреваемой коллектором, может доходить до 200 °С.
Вакуумный гелиоколлектор представляет собой систему вакуумных трубок, в которых происходит процесс преобразования солнечной энергии в тепловую. Материалом для трубок служит высокопрочное стекло. Конструктивно они состоят из трубок диаметром 47 мм, которые помещены в трубки диаметром 58 мм. Они спаяны, между ним создан вакуум, т. е. откачан воздух, вследствие чего теплопотери практически сведены к нулю. Таким образом, фактически вакуумный коллектор — это своеобразный термос. На поверхность внутренней трубки посредством двенадцатиступенчатой технологии напыления нанесено абсорбционное покрытие, благодаря чему происходят поглощение солнечной энергии и постепенное нагревание боросиликатного стекла. Эффективность такого устройства доходит до 97 %, а с учетом низкого коэффициента отражения солнечного излучения температура внутри колбы достигает 380 °С.
Вакуумный гелиоколлектор работает эффективно независимо от температуры окружающего воздуха и даже тогда, когда солнце скрыто облаками (даже при минусовых температурах вода нагревается до температуры кипения). Неслучайно выбрана именно цилиндрическая форма трубок — за счет этого солнечные лучи на протяжении всего светового дня освещают поверхность, одинаковую по площади, т. е. такую конструкцию можно рассматривать как систему пассивного слежения за светилом, благодаря которой коллектор функционирует весь день с максимальной производительностью. Кроме того, на трубках не скапливается грязь, они омываются дождем и успешно противостоят даже граду размером до 25 мм.
Принцип работы тепловые трубки (термотрубки) с низкой теплоемкостью состоит в следующем: в закрытых трубках, выполненных из меди, находится жидкость (неорганическая и нетоксичная), которая при повышении температуры легко закипает (это возможно даже при температуре -30 °С, так как в трубке вакуум), переходит в газообразное состояние на конденсаторе, — на наконечнике тепловой трубки, нагревает теплоноситель, затем конденсируется на холодном конце, стекает вниз, и цикл возобновляется.
Таким образом, плоские коллекторы имеют более простую конструкцию, поэтому стоят дешевле и в нынешнем виде их эффективность достигла максимума возможного.
Вакуумные агрегаты более сложно устроены, стоят дороже, но обладают высоким КПД, особенно в зимнее время года (при отрицательных температурах вакуумные гелиоколлекторы вне конкуренции — они функционируют и при -35 °С, ведь вакуум — отличный теплоизолятор) и когда пасмурно, поскольку вакуумные трубы поглощают энергию инфракрасных лучей, для которых тучи не являются препятствием.
Трубы в вакуумном коллекторе расположены параллельно, ориентированы с севера на юг, благодаря чему весь день они оказываются в зоне солнечного излучения, и в зависимости от географической широты должны стоять под определенным утлом.
Гелиоколлектор практически не требует обслуживания. Если возникает необходимость замены отдельной трубки, для этого не требуется останавливать работу всего устройства. Кроме того, количество трубок можно изменять — увеличивать, если возникает дефицит тепла, или уменьшать, если наблюдается его избыток.
О состоянии вакуума в трубках свидетельствует слой чистого бария, которым покрыт нижний конец трубки. Если вакуум исчезает, серебристый бариевый слой превращается в белый. Благодаря такому визуальному индикатору легко определяют целостность трубы.
Удельный объем водонагревателя на 1 м2 площади гелиополя должен составлять 50-70 и 70-90 л для плоского и ваккумного гелиоколлектора соответственно, чтобы летом в случае короткого периода плохой погоды покрыть потребности системы горячего водоснабжения.
Плюсы и минусы гелиоколлекторов
Вакуумный гелиоколлектор
| плюсы | минусы |
| Низкие теплопотери | Достаточно высокая первоначальная стоимость |
| Эффективная работа при отрицательных температурах | Угол наклона устройства должен быть, как минимум, 20° |
| Способность выдавать высокие температуры | |
| Продолжительная работа на протяжении суток | |
| Простота и удобство монтажа | |
| Незначительная парусность | |
| Оптимальное соотношение цены и производительности |
| плюсы | минусы |
| Высокая производительность в летний период | Высокие теплопотери |
| Угол наклона не имеет значения | Пониженная эффективность в зимний период |
| Более низкая начальная стоимость проекта | Трудности монтажа |
| Повышенная парусность |
Как правило, коллекторы размещают на крыше, где инсоляция выше и нет тени от других объектов. При этом плоские коллекторы кладут на поверхность, а вакуумные устанавливают на опоры, причем угол наклона должен составлять 60° (это немного больше того, что требуется для гелиосистем, установленных только для горячего водоснабжения, но зато дает меньше избыточного тепла летом, утилизация которого является достаточно серьезной проблемой).
Насос и бак-аккумулятор при естественной циркуляции должны находиться как можно ниже, при наличии же насоса их положение не имеет значения. Вместо воды в качестве теплоносителя рекомендуют применять антифриз, поскольку зимой вода замерзнет и сделает невозможным использование солнечного обогрева.
Помимо солнечного коллектора (плоского или вакуумного), в гелиосистему входит система управления, циркуляционный насос (их может быть и несколько, если того требует тепловая схема), благодаря которому обеспечивается перемещение коллекторной жидкости (теплоносителя) между коллектором и баком-аккумулятором (последний служит теплообменником), вспомогательное оборудование (контроллер, электрический тэн). Если гелиосистема не отличается большим размером, то перемещение теплоносителя происходит посредством естественной циркуляции, возможной благодаря перепаду температур, т. е. в соответствии с термосифонным принципом.
Рассчитывая и монтируя гелиоколлекторы для отопления, необходимо соблюдать ряд условий. Первое и наиболее важное из них это то, что гелиосистему нельзя рассматривать в качестве автономной отопительной системы — она является дополнительной к той, которая существует как основная. Более того, сделать последнюю менее мощной, предполагая, что остальное обеспечит солнце, не удастся. Отопительная система и без применения солнечной энергии должна на 100 % покрывать нужды потребителя в тепловой мощности, т. е. гелиоколлектор — это вспомогательный источник нагрева в отопительной системе.
Представляется целесообразным, чтобы гелиосистема отопления покрывала примерно 30-40 % годовых затрат на цели отопления (увеличение покрытия вызовет значительное удорожание гелиосистемы и утратит экономический смысл), причем большая их часть должна приходится на период межсезонья — весну и осень, когда отопительный сезон либо еще не наступил, либо уже завершился, а солнечных дней уже или еще вполне достаточно.
Для отопительной системы требуется больше гелиоколлекторов, чем для горячего водоснабжения. В среднем один солнечный коллектор должен приходиться на 10-15 м2 отапливаемой площади.
Летом неизбежно встанет проблема, где найти применение избыточному теплу. Дело в том, что 8-12 гелиоколлекторов, смонтированных для поддержки отопительной системы дома площадью 150 м2, в течение летнего периода будут ежесуточно нагревать 1 т воды. Есть несколько вариантов для ее использования, чтобы не допустить закипания системы, которое является штатным, но нежелательным режимом, поскольку сказывается на долговечности расширительного бака и антифриза.
Если для обогрева дома используется тепловой насос, то избыточное тепло можно направлять в скважину, в которой установлен гелиоконтур теплового насоса, чтобы повысить ее температуру перед началом отопительного сезона.
Если на участке есть бассейн соответствующей вместимости, то автоматика переключит систему на подогрев воды в бассейне, когда нужды горячего водоснабжения будут удовлетворены. В отсутствие бассейна часть воды может пойти на полив растений, хотя следует признать, что такого ее объема хватит на небольшое фермерское хозяйство, а не просто на приусадебный участок. Можно зашторить часть коллектора на лето, но тогда есть ли смысл устанавливать оборудование, которое во время наибольшей солнечной активности окажется невостребованным.
Эффективно отопительные гелиосистемы работают в комбинации как с водяным теплым полом, для который температура теплоносителя 30-40 °С, которую гелиосистема легко обеспечит, вполне достаточна (ср. в радиаторной системой, в которую нужно подавать теплоноситель, нагретый до 50-90 °С), так и с радиаторным отоплением. В последнем случае ее производительность в среднем за год уступает незначительно.
Подводя итог сказанному, заметим, что:
- оптимальным объектом для гелиосистем, установленных для поддержки основной отопительной системы, является дом небольшой по площади и имеющий качественную теплоизоляцию;
- гелиосистема должна покрывать не более 40 % нагрузки на отопление;
- в систему теплоснабжения дома обязательно должен входить традиционный теплогенератор — котел;
- гелиоколлекторы сочетаются с радиаторной системой отопления и с системой напольного отопления.
- для поддержки отопительной системы требуется, чтобы площадь гелиосистемы была в 2-2,5 раза больше той, что необходимо только для обеспечения горячего водоснабжения;
www.uniexo.ru
Стоит ли устанавливать гелиосистемы для отопления: обзор
Энергосберегающие технологии не стоят на месте – из года в год на рынке появляется все больше предложений по продаже и установке тех либо иных экономичных систем обогрева дома. Пожалуй, одно из самых необыкновенных и привлекательных предложений – это гелиоотопление.
В данной статье мы рассмотрим, что это по большому счету такое, и разберемся в изюминках данной технологии. Помимо этого коснемся и некоторых нюансов установки.
Итак, начнем.
Что представляет собой гелиосистема
В случае если кратко, то сущность таковой системы в том, что она преобразует солнечную энергию в другие типы энергии. Гелиосистемы сейчас используются для получения или тепловой, или электрической мощности.
Основной компонент тут – это солнечный коллектор. Основное отличие изделия от солнечной батареи содержится в том, что последняя есть «поставщиком» конкретно электричества. А коллектор же делает нагрев теплоносителя.
Другими словами устройство накапливает солнечное тепло, которое переносится видимым переносимым светом и инфракрасным излучением, и после этого как бы «передает» все накопленное тепло в воду системы отопления и тёплого водоснабжения.
Отсюда вытекают основные сферы применения коллекторов:
- Отопление и поставка тёплой воды в коттеджах, зданиях и дачах.
- Подогрев воды в бассейнах.
- Нагрев теплоносителя в системах водяных теплых полов.
- Дополнительный элемент отопления в больших промышленных зданиях и административных учреждениях.
Сейчас начнем более подробный обзор.
Принцип работы конструкции
Коллектор стандартного типа представляет собой квадратную либо прямоугольную панель, под которой находится пластина – «поглотитель» тепла. В пластины проходит жидкость-теплоноситель, которая по окончании нагрева переходит в особый накопительный бак, где уже и планирует главное количество тёплой воды.
Обратите внимание! Накопительную емкость необходимо попытаться утеплить максимально действенно, дабы вода остывала как возможно медленнее. В случае если это будет простая сталь безо всяких изоляционных прослоек, то вода остынет практически за ночь летом и за несколько часов в зимний период.
Принцип тут достаточно простой – чем больше площадь поверхности конструкции, тем большее количество тепла способна создать система. По сути, тут действует принцип теплицы – плоскость нагревается и в коллектора скапливается огромное количество тёплого воздуха.
Наряду с этим конструкция имеет весьма хорошую, грамотно продуманную теплоизоляцию, благодаря которой накопленное тепло не «уходит» за пределы панели, а гарантированно остается в.
Машинально получается, что гелиосистема для отопления владеет таким серьёзным качеством, как полная экологичность. Так как тут при нагреве воды не происходит никаких вредных выбросов углекислого газа и токсичных веществ.
Конструкции бывают двух видов:
- Активные системы. В них тёплая вода подается в бак посредством особых электрических насосов.
- Пассивные. Тут циркуляция воды происходит естественным методом.
С основными данными закончили, сейчас ознакомимся с изюминками системы.
Преимущества и недостатки
оптимальнее разобрать все в сравнительной таблице.
| Плюсы гелиосистем: | Минусы: |
| Большой уровень экономичности – при верной установке и расчете, понижение затрат на обогрев дома может быть около 30-50%.Все зависит от того как правильно вычислена мощность оборудования и как хорошо утеплен дом. Что же касается тёплого водоснабжения, то тут возможно достигнуть и планки в 90-95%. | Существует прямая зависимость от погоды и силы солнечного света. Естественно, что в пасмурную погоду гелиосистема будет нагревать воду достаточно медлительно.Помимо этого имеется и таковой негативный фактор, как сезонная зависимость – в большинстве регионов в зимний период не очень-то и солнечно. |
| Продолжительный срок работы, который в большинстве случаев образовывает не меньше 25 лет! | Инструкция монтажа хоть и достаточно несложна, но самостоятельно таковой сборкой лучше не заниматься. Во-первых, в случае если работы делают не продавцы, то срок гарантии машинально значительно уменьшается, а, во-вторых, тут все-таки требуется определенный опыт и знания. |
| На протяжении эксплуатации не нужно постоянного контроля, по сути, возможно месяцами не контролировать ничего. | Система не везде может действенно работать. К примеру, в случае если ваша квартира выходит на северную либо теневую сторону, то устанавливать коллектор бессмысленно, по причине того, что подогрев в таковой ситуации будет весьма не сильный. |
Ну и, само собой разумеется, нельзя не отметить основную изюминку коллекторов – цена систем для того чтобы типа высокая и без «прицела» на много лет либо на громадные объемы тёплой воды – их брать не нужно.
Другими словами в случае если в доме вы проживете пара лет, то дешевле будет переплачивать за другую энергию. А вот в случае если такую приобретение делать для приморского пансионата, к примеру, либо для дома, где вы живете неизменно, то это решение конкретно выгодное.
Сейчас стоит коснуться одного ответственного момента.
Виды гелиосистем
На рынке вы имеете возможность встретить две модели коллекторов – плоские и вакуумные, и данный нюанс может стать затруднением, по причине того, что продавцы-консультанты далеко не всегда могут растолковать толково и доступно в чем тут отличие. Помимо этого время от времени перед работниками магазина может стоять задача склонять клиента в сторону какого-либо одного варианта, который, кстати, не всегда является оптимальным.
Мы поведаем о том, чем отличается одна гелиосистема от другой, дабы максимально уменьшить вам процесс выбора.
Начнем обзор этого момента.
Вакуумные коллекторы
Конструкция для того чтобы типа устроена по принципу термоса – трубки с теплоносителем вставлены в трубки большего диаметра и получается, что между ними создается вакуумная прослойка, которая является теплоизоляционным слоем. В принципе считается, что такая прослойка разрешает сохранять около 95% накопленного тепла.
Обратите внимание на то, что теплоносителем в таких системах может служить не только вода, но и кроме этого фактически любой антифриз. Это свойство разрешает максимально обезопасить трубы либо радиаторы от разрыва в зимний период в случае аварийной остановки системы.
Изделие вакуумного типа владеет такими положительными качествами:
- Ремонтопригодность. Потому, что прибор складывается из трубочек, то при поломке одной из них – ее легко возможно заменить на другую. Наряду с этим, как вы понимаете, замена трубочки по цене значительно ниже обойдется, чем замена прибора полностью.
- Свойство нагревать воду до температуры кипения.
Что же касается недостатков, то возможно выделить такие особенности:
- Трубочки достаточно хрупкие, исходя из этого панель опасается механических ударов и нагрузок. Кроме того при маленькой трещине на стеклянной поверхности – поврежденный элемент коллектора мгновенно теряет свои теплосберегающие свойства.
- Заботиться за вакуумным изделием тяжело, поскольку очистить каждую трубочку от снега, пыли либо грязи сложно. Во-первых, к месту установки еще необходимо добраться, а, во-вторых, в случае если накопителей большое количество, то протереть все трубочки – та еще работа.
И рассмотрим второй тип нагревателей.
Плоские панели
По сути, данные изделия являются узкие короба из металла, каковые закрыты или стеклянной, или пластиковой крышками. А вот уже в для того чтобы короба и находятся все те же трубочки с теплоносителем. Короба имеют достаточно хороший уровень теплоизоляции и трубочки в них смогут быть сделаны из матового либо прозрачного стекла.
Совет: действеннее всего применять варианты с матовым стеклом, в котором уровень содержания железа не довольно высокий. Такие решения стоят мало дороже, но данный материал пропускает солнечное излучение фактически на все 100%. Другими словами нагрев теплоносителя будет осуществляться стремительнее.
Плоские изделия тяжелее и дороже ремонтировать своими руками благодаря тому, что при выходе устройства из строя – заменить придется всю панель. Но за счет наличия защитной крышки и короба – стойкость к механическим повреждениям тут высокая.
Ну и уход – согласитесь, плоскую громадную поверхность значительно легче протереть, чем массу трубочек.
В принципе, в случае если сказать о том, какой вариант лучше, то универсального ответа тут нет. Ориентироваться необходимо на бюджет и особенности задачи. В случае если требуется решение, в котором температуру воды требуется повышать всего лишь на 20-40 градусов выше от показателей внешней среды, то оптимально подойдет плоский коллектор.
Ну а вдруг нужна максимально тёплая вода и нет опасности механических повреждений, то лучше взять вакуумный аналог.
В целом же стоит не забывать, что главное назначение гелиосистем – это совместная работа, в комплексе с другим теплогенератором. Другими словами гелиосистема для отопления первично нагревает теплоноситель, в то время, когда мощность солнечного света разрешает это сделать, а газовый либо электрический котел отопления при необходимости доводят жидкость до более большой температуры.
Вот лишь в таковой «связке» данная технология будет выгодной и действенной. Непременно, возможно постараться сделать полностью автономное солнечное отопление и горячее водоснабжение – и это реально, вот лишь затраты будут большими.
Так как у нас изменчивые погодные условия, соответственно, нужно будет устанавливать много панелей и наряду с этим в регионах с весьма жёстким климатом все равно нужно будет использовать дополнительные котлы для подстраховки.
Сейчас коснемся еще одного момента.
Советы по установке
В этом перечне мы перечислим те моменты, к каким монтажники должны подойти со всей серьезностью.
Итак, ответственны такие нюансы:
- Площадь гелиополя. Другими словами позаботьтесь проверить, достаточное ли количество панелей вы купили. Кроме этого довольно часто случается так, что магазин в погоне за прибылью реализовывает через чур большое количество изделий.
- Угол наклона коллекторов.
- Количество накопительного бака.
В любых ситуациях самым лучшим решением будет взять консультацию у независимого эксперта и уже с этими расчетами идти в магазин.
На этом наш обзор закончен, и возможно перейти к итогам.
Вывод
Мы с вами рассмотрели, что такое гелиосистема для отопления, разобрались в том, какие конкретно они бывают, и кратко коснулись и тех серьёзных моментов, каковые необходимо учитывать при установке.
Сохраняем надежду, что информация вам понадобится в деле, и вы сможете купить по-настоящему подходящую систему и проследить за тем, дабы ее установили верно. В случае если же сведений показалось не хватает, то обратите внимание на дополнительное видео в конце данной статьи.
uchebniksantehnika.ru
Солнечный коллектор для отопления.
Отопление с помощью Солнца.
Со стремительно растущей стоимостью природного газа у многих владельцев частных домов, использующих газовые котлы для отопления, растет интерес к одному вопросу: как минимизировать затраты на отопление частного дома? Одним из ответов на этот вопрос является использование бесплатной солнечной энергии с помощью солнечных коллекторов. При этом потребители зачастую переоценивают реальные возможности данных установок, не учитывая важнейшие требования, соответствие которым гарантирует эффективную работу гелиосистем для отопления дома.
Итак, о каких требованиях к объекту, параметрам и конструкции гелиосистемы необходимо знать, чтобы эффективно поддерживать систему отопления с помощью Солнца?
Требования к объекту отопления
Говоря о гелиосистемах для отопления, следует отметить, что они в основном выполняют функцию поддержки системы отопления, а не полного замещения традиционного источника тепла – котла. Это связано с тем, что во время отопительного периода при использовании солнечной энергии для поддержки системы отопления теплопотребление дома не соответствует предложению – уровню инсоляции от Солнца (рис. 1).
Рисунок 1 - Теплопотребление и производительность гелиосистемы
Исходя из этого, отапливаться энергией Солнца можно, но сложно. Потенциальные трудности минимизируются соответствием отапливаемого дома двум требованиям - малая площадь и высокая степень теплоизоляции. При таких условиях доля тепловой нагрузки, покрываемой гелиосистемой, может составлять до 30%.
Кроме того должны быть учтены требования к параметрам гелиосистемы.
Требования к параметрам гелиосистемы
Общие особенности
Говоря о гелиосистемах для поддержки системы отопления, следует помнить, что:
- гелиосистема не заменяет традиционный источник теплоты и не уменьшает его мощность;
- гелиосистема должна рассматриваться как составная часть системы теплоснабжения, в которой большое значение имеет эффективность традиционного источника теплоты - котла. Использование солнечных коллекторов повышает эффективность всей системы теплоснабжения, но не может заменить ее;
- без сезонного аккумулирования возможности использования солнечных систем для поддержки систем отопления ограничены;
- каждая гелиосистема для поддержки системы отопления летом простаивает в течение долгого времени, если к системе не подсоединены исключительно летние потребители теплоты. Связанное с этим парообразование теплоносителя в коллекторах требует очень тщательного проектирования и монтажа гелиосистем.
Площадь гелиополя
Основой для определения параметров гелиосистемы для поддержки системы отопления является тепловая нагрузка в летнее время. Она состоит из тепловой нагрузки на горячее водоснабжение и тепловых нагрузок других потребителей (в зависимости от объекта), которые также могут покрываться гелиосистемой, например, для предотвращения конденсации в подвальных помещениях. Для такого летнего теплопотребления рассчитывается соответствующая площадь коллектора. Эта площадь коллектора умножается на коэффициент 2 - 2,5 – результаты умножения образуют диапазон, в котором должна находиться площадь коллектора для поддержки системы отопления. Точное определение площади гелиополя производится с учетом строительных размеров и проектирования надежного в эксплуатации гелиополя.
Альтернативный расчет гелиополя на основании отапливаемой жилой площади здания не является полностью объективным, т.к., если учесть значительные изменения тепловой нагрузки на отопление в течении года, становится ясно, что общие рекомендации по расчету должны охватывать очень широкий диапазон тепловых нагрузок: интервал рекомендуемой площади коллектора 0,1 - 0,2 м2 на квадратный метр отапливаемой площади означает изменение размеров гелиополя в 2 раза, что усложняет возможность четкого и понятного определения размеров гелиополя. Кроме того, влияние потребности в горячей воде в летний период не учитывается соответствующим образом при проектировании – не существует четкого соотношения между отапливаемой жилой площадью и расходом воды на горячее водоснабжение.
Если в доме с гелиосистемой, которая поддерживает систему отопления, имеется необогреваемый плавательный бассейн, то температура в нем может поддерживаться за счет излишков теплоты в летний период, и это никак не повлияет на размеры гелиосистемы.
Угол наклона коллекторов
Если для гелиосистемы с поддержкой системы отопления есть возможность выбора угла наклона коллектора (на плоской крыше или на грунте), следует установить коллектор под углом 60 °. Такой несколько больший угол наклона, по сравнению с гелиосистемами горячего водоснабжения, дает – наряду с более высокой производительностью в переходный период – меньшие излишки теплоты в летнее время.
Если гелиополе может быть смонтировано только на горизонтальной крыше, с углом наклона < 30°, то поддержка системы отопления плоскими коллекторами нецелесообразна. В этом случае целесообразно использовать вакуумированные трубчатые коллекторы (горизонтальный монтаж), трубки которых могут быть индивидуально ориентированы.
Объем емкостного водонагревателя
Для того чтобы гелиосистема в летнее время могла покрыть нагрузку системы горячего водоснабжения в течение нескольких дней плохой погоды, оптимальный диапазон объема водонагревателя на квадратный метр площади гелиополя должен составлять 50 - 70 л для гелиосистемы с плоскими коллекторами, и 70 - 90 л для гелиосистемы с вакуумированными трубчатыми коллекторами.
Требования к конструкции гелиосистемы
При конструировании системы теплоснабжения существует две возможности – аккумулировать солнечную энергию или направлять ее в отопительный контур: нагрев бака-аккумулятора или нагрев обратного трубопровода системы отопления. В установках с аккумулированием (рис. 2) бак-аккумулятор доводится до температуры подающего трубопровода с помощью солнечной системы или отопительного котла. Отопительный контур подключается через бак-аккумулятор.
Рисунок 2 – Гелиосистема с нагревом воды в баке-аккумуляторе
В установках с нагревом обратного трубопровода (рис. 3) вода, подогретая за счет солнечной энергии, отбирается тогда, когда температура в водонагревателе выше температуры обратного трубопровода отопительного контура. Если температура воды в подающем трубопроводе недостаточна, подключается котел.
Рисунок 3 – Гелиосистема с нагревом обратного трубопровода
Требования к котлу
Считается, что в устаревших, работающих с низким КПД котлах следует как можно быстрее нагревать буферную емкость системы отопления для предотвращения частых включений горелки котла, что снижает тепловые потери за счет снижения тепловых потерь при остывании в состоянии простоя. Такие котельные установки не следует комбинировать с солнечными системами, а следует заменять современными.
В современных котлах этот аргумент не действует. Они вырабатывают такое количество энергии, какое необходимое для достижения расчетной температуры в подающем трубопроводе системы отопления. Нагрев емкостного водонагревателя за счет котла повышает потери теплоты, выработанной традиционным способом, – и это независимо от качества тепловой изоляции бака. Кроме того, повышается температура на входе в солнечную систему, что автоматически уменьшает эффективность ее работы. По этой причине рекомендуется использование схемы с нагревом обратного трубопровода – если не требуется другое схемное решение (например, системы с котлом, работающим на твердом топливе).
Распространенным заблуждением является утверждение, что солнечные системы не комбинируются с конденсационными котлами. Это также неверно. Правильно то, что гелиосистема всегда как первая ступень нагревает холодную воду (для горячего водоснабжения или отопительного контура). Если «догрев» воды должна осуществлять котельная установка, котел в действительности – при повышении температуры горячей воды, например, с 50 °С (предварительный нагрев солнечной энергией) до 60 °С (температура на входе в котел) – уже не работает в режиме конденсации. Хотя без гелиосистемы конденсационный котел смог бы работать в конденсационном режиме. При поддержке системы отопления гелиосистемой совместная работа с конденсационным котлом принципиально не влияет на эффективность и эксплуатационную надежность котла. Верно то, что годовой коэффициент полезного действия котла немного падает, зато КПД всей системы – значительно возрастает. Решающим фактором является абсолютная экономия энергии.
Требования к отопительным приборам
Частым заблуждением является предположение, что использование солнечной энергии для поддержки системы отопления возможно только для систем напольного отопления (теплых полов). Такое предположение ошибочно. Производительность гелиосистемы при радиаторном отоплении в среднем за год всего лишь немного меньше. Причина этого – более высокая температура на входе в солнечную систему, которая всегда определяется температурой в обратном трубопроводе отопительного контура. При сравнении различных отопительных приборов необходимо иметь в виду, что в переходный период тепловую нагрузку системы отопления должна покрывать в основном гелиосистема. Однако в это время отопительные приборы работают не в диапазоне расчетных температур, а обратный трубопровод может иметь более низкую температуру.
Очень важно обеспечить правильное гидравлическое уравнивание отопительных контуров радиаторов!
Вывод:
- Оптимальными объектами для поддержки системы отопления с помощью Солнца являются дома малой площади и с высокой степенью теплоизоляции
- Гелиосистема может покрыть до 30% нагрузки на отопление дома
- В системе теплоснабжения дома обязательно должен быть использован традиционный источник тепла – котел, желательно конденсационный
- Необходимая площадь гелиополя для поддержки системы отопления в 2-2,5 раза больше, чем для системы горячего водоснабжения
- Оптимальный угол наклона солнечных коллекторов - 60°
- Необходимый удельный объем емкостного водонагревателя для системы отопления и ГВС – 50 – 90 л/ м2 гелиополя (в зависимости от типа коллекторов)
- Солнечные коллекторы могут успешно поддерживать систему отопления, как с радиаторами, так и с системой напольного отопления.
Солнечные водонагреватели для отопления и горячего водоснабжения купить >>>
Узнать больше:
andi-grupp.su
