Эффективное подключение Солнечных коллекторов. Схема подключения солнечного коллектора
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
electrikmaster.ru
Схема подключения солнечного коллектора. Солнечные коллекторы для дома. Расчет солнечного коллектора. Отопление солнечными коллекторами отзывы.
Если вы имеете дачу или загородный дом, к которому не подведён газ или недостаточно электрической мощности для обеспечения нагрева горячей воды, или Вы решили не платить лишние деньги за энергоносители, то один из вариантов решения - это установка системы солнечного горячего водоснабжения.
В большинстве случаев проблема горячего водоснабжения решается простым и удобным способом, покупкой электрического бойлера объёмом 30-150литров. Бойлер греет воду за счёт электричества, электротэном мощностью 1,5-2Квт, что в итоге может составлять основную часть затрат на электроэнергию в Летний период, когда много длинных, солнечных дней.
Для дачных домов, где часто электроэнергия стоит существенно дороже, чем в деревне, установка солнечных водогрейных коллекторов становится наиболее выгодным решением.
1. В пасмурный день , электрический ТЭН вынужден греть весь объём воды в накопительной ёмкости (без учёта стратификации), не зависимо от текущей потребности в ГВС.
2. Нагреватель внутри накопительного бака (200л) вынужден поддерживать температуру ВСЕГДА не ниже минимальной, например +45С. Но эффективность солнечного коллектора сильно зависит от разницы между температурой на улице и в баке. Другими словами при одинаковой солнечной активности, и за одинаковое время, температура в накопительной ёмкости вырастит, скажем, на 40градусов, если начальная температура была +10С, и вырастит только на 28 градусов, если начальная температура в баке была +45С.
3. Скорость остывания любого бака за ночь, несмотря на утепление, прямо пропорциональна температуре в нём. Например бойлер ёмкостью 30л потеряет тепла за ночь приблизительно в 4 раза меньше, чем бойлер ёмкостью 150л, с той же начальной температурой.
Подобных недостатков лишена схема подключения Солнечных коллекторов номер (2). Здесь электрический ТЭН находится в отдельном бойлере-ДОГРЕВАТЕЛЕ ёмкостью в 3-5раз меньшей, чем основной накопительный бак. Это позволяет снизить "дежурный" объём горячей воды, и соответственно расходы электроэнергии на догрев.
Например, за день накопительный бак нагрелся до +35С, а на термостате бака- догревателя установлена температура +50С. Из скважины поступает холодная вода +8С.
По мере расходования горячей воды , из накопительной ёмкости тёплая вода с Т=+35С, будет вытесняться снизу вверх поступающей холодной водой (Т=+8С) в бак догреватель. В баке-догревателе вода догреется до +50С и потребитель, в пасмурные дни, получит горячей воды сколько необходимо.
Если же основной накопитель нагреется до температуры выше +50С, установленной в бойлере-догревателе, то электротэн не включится, и горячая вода из накопительной ёмкости пройдёт транзитом через бак-догреватель потребителям.
Схема номер (2) позволяет реализовать максимальную эффективность солнечных коллекторов, так как они всегда работают с минимально возможной начальной температурой воды, без участия электроподогрева.
Схема номер (2) позволяет сохранить старый бойлер или бойлер косвенного нагрева ГВС, если он подключен к газгольдеру или котлу на дизельном топливе.
Более эффективная схема работы (2) даёт возможность использования менее эффективных Солнечных коллекторов не снижая выработки тепла.
Для расчёта объёма накопительной ёмкости для горячего водоснабжения можно пользоваться приблизительной формулой: один солнечный коллектор размером 2метра на 1метр или 15 трубный вакуумник, на 100литров воды.
Здесь необходимо заметить, что более выгодно устанавливать не один солнечный коллектор, а сразу 2, 3 и более.
Так как стоимость сантехнической обвязки системы для одного коллектора и для трёх приблизительно одинакова.
alipso.ru
схема подключения к сети ГВС
Монтаж солнечных коллекторов может выполняться несколькими методами. Прежде всего, все зависит от типа самого коллектора и его конструктивных особенностей. Так, плоские модели не устанавливают горизонтально (обязателен наклон). Вакуумированные прямоточные коллекторы горизонтально монтировать можно, но только в том случае, если присоединительные трубы расположены с уклоном и коллектор не планируется надолго оставлять без использования.
Модели с тепловыми трубами требуют небольшого уклона (указывается производителем), а крупногабаритные коллекторы, рассчитанные на встраивание в крышу, нельзя ставить на землю или на плоскую кровлю.
При установке на скате крыши коллектор крепят параллельно покрытию кровли. Фиксация устройства осуществляется за подкровельные балки. Место установки должно быть ориентировано на юг. Его не должны затенять деревья и соседние строения. Также необходимо предусмотреть защиту от попадания внутрь подкровельного пространства пыли и атмосферных осадков.
На плоских кровлях коллекторы ставят на специальные опорные рамы. Такой подход позволяет обеспечить оптимальный наклон устройства и его оптимальную ориентацию. Если монтируются несколько коллекторов, располагать их надо таким образом, чтобы они ни в коем случае не затеняли друг друга. Стандартные пропуски между рядами составляют либо примерно 1,2 высоты ряда (если система работает сезонно), либо 1,7 высоты при круглогодичном использовании.
Подключение коллекторов
Когда установка коллекторов завершена, их необходимо соединить между собой и подключить к водопроводной сети. Соединение друг с другом выполняется при помощи специальных трубок с резьбовыми штуцерами.
Схема подключения может быть параллельной или последовательной, на итоговую производительность это не повлияет. Метод компоновки обуславливается количеством коллекторов, площадью крыши и необходимостью их размещения таким образом, чтобы не было затенений. Но есть и свои тонкости.
При параллельном монтаже надо обращать внимание на гидравлическое сопротивление. Оно должно быть одинаковым для всех веток коллекторов (чтобы избежать потери напора). На снижение напора также влияет использование труб разного сечения (изменение внутреннего пропускного диаметра), длина и конфигурация водоподающей трассы. При последовательном соединении можно соединять вместе не более 4-6 коллекторов (в зависимости от моделей и их характеристик).
Включение коллекторов в сеть ГВС
Подключение коллектора или коллекторного поля к водопроводной сети дома выполняется несколькими методами. Выбор той или иной схемы зависит от того, как и для каких целей будет использоваться коллектор.
Как правило, используется одна из трех схем:
Одноконтурная с естественной циркуляцией
Применяется для летнего ГВС. Бак размещается выше коллектора, и нагретая вода подается в бак «самотеком». Это самая простая и незатратная схема.
Двухконтурная с принудительной циркуляцией
Схема, подходящая для круглогодичного использования. В качестве теплоносителя фигурирует антифриз, который циркулирует по замкнутому змеевику, проходящему через накопительный бак (получается своеобразный «гелиокипятильник»). Циркуляцию обеспечивает отдельный насос, поэтому бак располагается как угодно относительно коллектора.
Трехконтурная с принудительной циркуляцией
Система, подходящая и для круглогодичного ГВС, и для отопления. Принцип устройства аналогичен двухконтурной, только к накопительному баку подсоединяется источник резервного нагрева (обычно – газовый или электрокотел). Кроме того, в накопительном баке обычно выделяют отдельный резервуар, чтобы вода для питья не смешивалась с технической, предназначенной для отопления.
Многоконтурные системы обязательно дополняются управляющими контроллерами и датчиками температур или уровня жидкости. Датчики отслеживают параметры воды в баке и при необходимости контроллер запускает резервный подогрев.
solarb.ru
Базовые схемы подключения солнечного коллектора » Портал инженера
Эффективность работы солнечного коллектора зависит не только от материалов, из которых он изготовлен, но и от того, насколько правильно он установлен и смонтирован.
Схема подключения во многом зависит от требований, предъявляемых к солнечному коллектору (применяется для горячего водоснабжения или отопления). Поскольку вариаций подключения великое множество, приведу лишь основные, базовые схемы.
1. Летний вариант подключения солнечного коллектора для горячего водоснабжения с естественной циркуляцией.
Это наиболее простая и распространенная схема подключения солнечного коллектора, в основном применяемый для летнего душа, но и вполне приемлемый для дома (для этого бак установить в доме). Для естественной циркуляции (когда горячая вода поднимается вверх) коллектор необходимо располагать, ниже уровня бака на расстоянии не более 1м. Диаметр труб между коллектором и баком должен быть не менее 3/4 дюйма.
 |
Чтобы горячая вода в баке не остывала, и ей можно было пользоваться в вечернее время, бак необходимо утеплить (утеплителем толщиной 10см).
Недостаток данной системы заключается в малой инерционности за счет естественной циркуляции, кроме того не всегда существует возможность установить коллектор рядом с баком, вследствие чего необходимо устанавливать циркуляционный насос для принудительной циркуляции.
В зимний период, воду с коллектора необходимо сливать, чтобы замерзшая вода не порвала трубы.
2. Зимний вариант подключения солнечного коллектора для горячего водоснабжения.
Для круглогодичного использования солнечного коллектора, в том числе и в зимний период, во избежание замерзание труб, в теплообменник необходимо заливать незамерзающую жидкость (антифриз). В связи с этим необходимо использовать бак косвенного нагрева (по сути это тот же утепленный бак, в котором установлен медный змеевик).
 |
В данном случае циркуляция будет происходить между коллектором и змеевиком, размещенным в баке. А змеевик в свою очередь будет нагревать воду.
Систему желательно использовать с принудительной циркуляцией (установив циркуляционный насос), но можно использовать и естественную циркуляцию (если это возможно). Обязательно к контуру необходимо подключить расширительный бак.
3. Зимний вариант подключения солнечного коллектора для отопления.
Как и в случае горячего водоснабжения, используется бак косвенного нагрева. Котел можно использовать любой, как на газу, так и на твердом топливе. В весеннее — осенний период в солнечный день, котел можно выключить, а воду в баке будет греть солнечный коллектор. Что касается зимнего периода, то, к сожалению, эффективность коллектора не очень велика в виду постоянной пасмурной погоды. Но даже в случае ясной погоды, при низких температурах, коллектор можно использовать лишь для дополнительного подогрева системы отопления (для частичной экономии газа).
 |
Необходимо понимать, чем больше площадь солнечного коллектора, тем больше тепла он может выработать, поэтому чтобы солнечный коллектор мог справиться с обогревом дома, его площадь должна составлять примерно 40% от площади дома.
4. Зимний вариант подключения солнечного коллектора для отопления и горячего водоснабжения
В данном случае, схема сочетает в себе два предыдущих варианта, но с применением другого бака, в котором кроме змеевика установлен еще внутренний резервуар. Внутренний резервуар необходим для того, чтобы отделить техническую воду, которая предназначена для отопления, от питьевой воды.
 |
Поскольку температура, производимая солнечным коллектором не стабильна, необходимо постоянно контролировать работу коллектора, следить за тем, чтобы система не закипела, или наоборот солнечный коллектор не стал причиной перерасхода газа и охлаждения дома.
Рассмотрим ситуацию, когда вы используете коллектор для дополнительного подогрева системы отопления. Газовый котел греет воду, например до 40° С, в данном случае, имеет смысл включать солнечный коллектор, когда температура жидкости в теплообменнике будет выше 40° С. В противном случае, если температура в теплообменнике снизится, ниже 40° С получится, что солнечный коллектор будет исполнять роль охладителя (будет охлаждать воду в системе отопления). Чтобы автоматизировать процесс контроля температуры и управления системой, целесообразно использовать контроллеры температуры.
 |
5. Схема подключения солнечного коллектора для подогрева воды в бассейне.
В случае если необходимо подогреть воду в переносном бассейне (надувном). Для циркуляции достаточно, использовать погружную помпу (фонтанную или для аквариумов). Помпу можно включать вручную, либо через электронный таймер, при этом задать время, например включения 9.00 и выключения 16.00.
 |
Для подогрева воды в стационарном бассейне, солнечный коллектор можно подключить к системе фильтрации.
Источник https://solarsistem.ru/
Обсудить на форумеingeneryi.info
Выбор схемы подключения солнечного коллектора
Содержание:
- 1.Вариант подключения для горячего водоснабжения в летний период, отличающийся естественным механизмом циркуляции
- 2. Зимний способ подключения для снабжения горячей водой
- 3. Зимняя схема подключения отопительного солнечного для отопления
Солнечный коллектор будет эффективно работать только, когда была произведена его правильная установка и монтаж. Перед установкой обязательно проводится выбор такого важного параметра, как схема подключения солнечного коллектора. Это устройство можно использовать для отопления либо для снабжения горячей водой. На сегодняшний день существует множество способов подключения, выбор которых зависит от сезона и требований к системе. Поэтому, есть смысл рассмотреть базовые схемы.
1.Вариант подключения для горячего водоснабжения в летний период, отличающийся естественным механизмом циркуляции
Данная схема является одной из самых простых и популярных. Ее чаще всего применяют для подачи горячей воды в летний душ. Хотя, ее можно использовать и для подачи воды в дом. Для этой цели придется осуществить монтаж прямо в помещении. Чтобы добиться естественной циркуляции, прибор располагается несколько ниже бака. Как правило, расстояние между ними не должно превышать 1 м. При этом, труба между баком и коллектором должна быть больше ¾ дюйма. Для того, чтобы разогретая в течение дня вода не теряла тепло и ею можно было пользоваться вечером, нужно провести тщательное утепление бака. Ширина утеплителя в этом случае должна превышать 10 см.
Эта система отличается простотой и практичностью, но, в то же время, она имеет и некоторые недостатки. Например, она имеет небольшую инерционность вследствие использования принципа естественной циркуляции. Поэтому, если нельзя осуществить монтаж коллектора возле бака, то тогда необходима установка циркуляционного насоса, чтобы обеспечить искусственную циркуляцию. Зимой емкости следует опустошать, а воду из нее сливать. Это нужно для того, чтобы бесшовная труба не разорвалась вследствие замерзания воды.
2. Зимний способ подключения для снабжения горячей водой
Если вы хотите использовать солнечный коллектор в любой сезон, в том числе и зимой, то тогда вам подойдет эта схема. Основным ее отличием является применение в теплообменнике незамерзающей жидкости или антифриза. Она не будет замерзать и портить трубы. Для такого типа подключения нужно воспользоваться емкостью косвенного нагрева. По своей сути он представляет собой обычный бак с утеплением, только имеющий медный змеевик. Благодаря использованию такой системы циркуляция будет осуществляться между змеевиком и коллектором. В последующем именно змеевик будет способствовать нагреву воды. Для надежной работы системы следует применять систему искусственной циркуляции с монтажом циркуляционного насоса. Конечно, можно использовать и естественную циркуляцию, если это позволяет ситуация. Кроме того, не стоит забывать о необходимости подсоединения к контуру расширительного бака.
3. Зимняя схема подключения отопительного солнечного для отопления
Эта схема подойдет тем, кто хочет использовать устройство не только для горячего водоснабжения, но и для отопления комнат. Здесь в качестве основного компонента тоже используется емкость для косвенного нагревания. Что касается котла, то можно взять как котел на газу, так и на твердом топливе. Осенью или весной котел может быть отключен, а вода будет нагреваться за счет солнечного коллектора. Однако, постоянно использовать систему в зимнее время будет проблематично в связи с довольно пасмурной погодой в этот период. В то же время, даже в плохую погоду зимой это приспособление может брать на себя часть функций по подогреву систему отопления, тем самым экономя газ. Для эффективной работы этой системы нужен коллектор с как можно большей площадью. Считается, что она должна быть не меньше 30% от площади помещения, чтобы устройство могло справиться с отоплением.
Это только основные схемы для подключения солнечного коллектора, которые используются на сегодняшний день. Они позволят добиться оптимальной эффективности работы системы при минимальных затратах. В итоге вы получите экономичное и практичное приспособление для обогрева.
Подписаться на рассылку
Подписатьсяekobatarei.ru
