Гелиосистема или солнечный коллектор для отопления дома (5 фото). Гелиосистемы для нагрева воды

Гелиосистема или солнечный коллектор для отопления дома

SuperExploer Гелиосистема или солнечный коллектор для отопления дома

Автор: 11 ноября 2015 17:23

Гелиосистема — устройство для преобразования энергии солнечной радиации в другие, удобные для использования виды энергии (напр., тепловую или электрическую через тепловую). Гелиоустановки применяют для нагревания и охлаждения воды и воздуха, сушки овощей и фруктов, опреснения воды, выработки электроэнергии и в других целях.

Гелиосистема или солнечный коллектор для отопления дома Солнечный коллектор, своими руками, сделай сам

Гелиоустановки являются экологически чистыми источниками возобновляемой энергии. Во многих странах наряду с опытными действуют гелиоустановки, изготовляемые серийно. В большинстве развитых стран, установка гелиосистем поощряется на уровне государства.

Солнечный коллектор — устройство для сбора тепловой энергии Солнца (гелиоустановка), переносимой видимым светом и ближним инфракрасным излучением. В отличие от солнечных батарей, производящих непосредственно электричество, солнечный коллектор производит нагрев материала-теплоносителя.

Обычно применяются для нужд горячего водоснабжения и отопления помещений.

Применение

Солнечные коллекторы применяются для отапливания промышленных и бытовых помещений, для горячего водоснабжения производственных процессов и бытовых нужд. Наибольшее количество производственных процессов, в которых используется тёплая и горячая вода (30—90 °C), проходят в пищевой и текстильной промышленности, которые таким образом имеют самый высокий потенциал для использования солнечных коллекторов.

В Европе в 2000 году общая площадь солнечных коллекторов составляла 14,89 млн м², а во всём мире — 71,341 млн м².

Солнечные коллекторы — концентраторы могут производить электроэнергию с помощью фотоэлектрических элементов или двигателя Стирлинга.

Солнечные коллекторы могут использоваться в установках для опреснения морской воды. По оценкам Германского аэрокосмического центра (DLR) к 2030 году себестоимость опреснённой воды снизится до 40 евроцентов за кубический метр воды

В России По исследованиям ОИВТ РАН в тёплый период (с марта—апреля по сентябрь) на большей части территории России средняя дневная сумма солнечного излучения составляет 4,0-5,0 кВтч/м² (на юге Испании — 5,5-6,0 кВтч/м², на юге Германии — до 5 кВтч/м²). Это позволяет нагревать для бытовых целей около 100 л воды с помощью солнечного коллектора площадью 2 м² с вероятностью до 80 %, то есть практически ежедневно. По среднегодовому поступлению солнечной радиации лидерами являются Забайкалье, Приморье и Юг Сибири. За ними идут юг европейской части (приблизительно до 50º с.ш.) и значительная часть Сибири.

Использование солнечных коллекторов в России составляет 0,2 м²/1000 чел.. В Германии эксплуатируется 140 м²/1000 чел., в Австрии 450 м²/1000 чел., на Кипре около 800 м²/1000 чел..

В летнем периоде, большинство районов России вплоть до 65º с.ш. характеризуются высокими значениями среднедневной радиации. В зимнее время количество поступающей солнечной энергии снижается в зависимости от широтного расположения установки в разы.

Для всесезонного применения установки должны иметь большую поверхность, два контура с антифризом, дополнительные теплообменники. В таком случае применяется вакуумированные коллекторы или плоские коллекторы с высокоселективным покрытием, поскольку больше разность температур между нагреваемым теплоносителем и наружным воздухом. Однако такая конструкция выше по стоимости.

Сооружение коллекторов в настоящее время осуществляется, в основном, в Краснодарском крае, Бурятии, в Приморском и Хабаровском краях

Ссылки по теме:

Понравился пост? Поддержи Фишки, нажми:

Новости партнёров

fishki.net

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.

Гелиосистема на крыше

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.

geliosistemy_01

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.

geliosistemy_07

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.

geliosistemy_06

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.

geliosistemy_05

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.

geliosistemy_04

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.

geliosistemy_03

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

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

устройство, виды и как сделать своими руками

Солнечные гелиоколлекторы – это устройства, позволяющие с помощью солнечной энергии нагревать теплоноситель, тем самым отапливая помещение и/или нагревая воду для бытовых нужд. Использовать их можно в качестве основного источника тепла или дополнительного в комплекте с другим обогревателем. Они могут работать как в ясную, так и в пасмурную погоду.

Плоский солнечный коллектор

Содержание статьи

Устройство солнечных гелиосистем

Гелиосистема – это полный комплект оборудования для преобразования из солнечного света тепловой энергии.

В неё входят следующие элементы:

солнечные коллекторы;
бак-аккумулятор;
насос;
контроллер управления.

Схема и принцип работы гелиоколлектора

Бак-аккумулятор содержит внутри себя теплообменник. Через него происходит передача тепла от теплоносителя воде, которая находится в бачке. Также во время монтажа бака-аккумулятора учитывается возможность дополнительно нагревания воды до нужной температуры, например с помощью газового котла. Это необходимо на тот случай, если погода пасмурная и холодная и не хватает мощности коллектора.

Насос используется для создания циркуляции теплоносителя от гелиоколлектора до бака и обратно. Контролер управления необходим для контроля над работой всех частей системы, в том числе для защиты от перегревания.

Обратите внимание! Дополнительно рекомендуется установить источник бесперебойного питания, на случай отключения от основной сети.

В конструкцию солнечного коллектора входит медная панель, которая покрыта высокоселективным материалом. Корпус чаще всего выполнен из алюминия. Стекло используется только ударопрочное и с малым содержанием металла.

Как работают

Панель солнечного коллектора преобразует инфракрасное излучение в тепловую энергию. Полученное тепло, передаётся теплоносителю, который по трубам протекает в бак-аккумулятор. Там он передаёт тепло воде, тем самым нагревая её. Остывший теплоноситель обратно возвращается в солнечный коллектор, и всё повторяется снова.

Обратите внимание! От того насколько эффективно работает гелиоколлектор, зависит производительность всей системы. Чем больше энергии он поглотит и чем меньше потеряет, тем выше будет КПД системы.

Виды солнечных коллекторов

Наиболее распространёнными считаются плоские и вакуумные гелиоколлекторы.

Вакуумные

Главным элементом вакуумного устройства является тепловая труба. Внешне представляет собой ряд, состоящий из стеклянных трубок, заключённых в алюминиевом каркасе. Каждая трубка состоит из двух трубок разных диаметров, а между ними находится вакуум. Благодаря нему теплоноситель внутри неё намного лучше защищён от воздействия температуры окружающей среды.

Устройство вакуумного солнечного гелиоколлектора

Устройство вакуумного гелиоколлектора

Медная труба с меньшим диаметром содержит внутри себя специальную нетоксичную жидкость. При нагревании она испаряется. Пар поднимается к самому верху трубки – к наконечнику. Там он отдаёт тепло теплоносителю, находящемуся в теплопроводе.

Обратите внимание! Нетоксичная жидкость испаряется даже при температуре на улице -30°С, благодаря вакууму между трубками.

Конденсируясь на стенках трубы, жидкость обратно стекает вниз. Далее процесс снова повторяется. Все трубы расположены параллельно. Угол наклона зависит от места монтажа системы и географической широты объекта. Панель должна быть направлена на юг.

Вакуумный гелиоколлектор в водонагревательной системе

Устройство водонагревательной системы с использованием вакуумного гелиоколлектора

Солнечный гелиоколлектор отлично работает даже в пасмурную погоду, так как вакуумные трубки хорошо поглощают инфракрасное излучение, проходящее сквозь тучи. В отличие от плоских устройств на вакуумные оказывает меньшее влияние низкая температура на улице и ветер, благодаря изоляционным свойствам вакуума. Системы с солнечными гелиоколлекторами этого типа могут функционировать до -35°C.

Чтобы внутри трубок как можно дольше сохранялся вакуум, один их конец покрыт толстым слоем бария. Он поглощает различные газы, которые появляются во время эксплуатации и хранения устройства. Также барий является своеобразным индикатором. Если он изменил цвет с серебристого на белый, значит, вакуума в трубке уже нет и её следует заменить на новую.

Чтобы провести замену, не нужно останавливать всю систему. Также, если одна из трубок вышла из строя, то коллекторы всё равно продолжат работать как прежде. В случае необходимости в систему можно добавить трубки или снять лишние.

Преимущества вакуумных гелиоколлекторов:

удобный монтаж;
простое обслуживание;
низкие теплопотери;
длительный период работы.

К недостаткам относят невозможность самостоятельной очистки от снежных наносов, а также минимальный угол наклона должен быть не менее 20°.

Вакуумный солнечный коллектор

Плоские

Внешне плоские солнечные гелиоколлектора представляют собой прямоугольную панель. Корпус выполнен из алюминия. Для подачи и вывода теплоносителя имеются 2 патрубка. Боковые стороны и одна стена утеплены теплоизолятором толщиной 3-4 см. Это позволяет значительно сократить теплопотери устройства.

Главная часть всего гелиоколлектора – это абсорбер, соединенный с теплопроводом. Именно он поглощает инфракрасное излучение. Сверху он закрыт закалённым стеклом с низким уровнем металла. Чаще всего поглощающий элемент делается из меди, так как она имеет высокую теплопроводность.

Устройство плоского солнечного гелиоколлектора

Принцип действия коллектора следующий: солнечные лучи проникают сквозь стекло и попадают на абсорбер. Он нагревается и передаёт тепло теплоносителю. В отличие от вакуумных систем, плоские коллектора могут самостоятельно очиститься от снега. Их монтаж можно провести под любым углом. Но по сравнению с вакуумными устройствами, у них больше теплопотери, и устанавливать их нужно только в полностью собранном виде. Еще один недостаток – в случае повреждения придётся менять всю панель. Но по сравнению с вакуумными, они более надёжные и простые.

Нюансы по использованию коллекторов для отопления или для нагрева воды

Количество устройств определяется в зависимости от потребностей. Солнечные гелиоколлектора можно объединять в группы. Объём и температура нагретой воды при этом зависят сразу от многих факторов, в том числе от температуры и погоды на улице, количества используемой воды и так далее. Поэтому температура нагрева воды будет разной каждый день.

Обратите внимание! В качестве теплоносителя внутрь солнечных коллекторов рекомендуется заливать нетоксичные антифризы. Это поможет использовать систему в холодных условиях, а также продлит срок её эксплуатации.

Перед тем как купить коллектор, следует точно определить цель использования и где он будет расположен. Чтобы правильно подобрать модель и количество.

Как сделать своими руками

Перед тем как приступить к сборке солнечного коллектора, следует сделать расчёты, чтобы устройство получилось качественным.

Схема сборки

Пошаговая инструкция:

Сначала собирается короб. Для этого используются доски толщиной 3 см и шириной 12 см. Дно делается из фанеры или текстолита. Для прочности устанавливаются ребра жёсткости. Чтобы древесина не гнила, её обрабатывают антисептиком.
На дно укладывается слой теплоизоляции (минваты). После чего её закрывают оцинкованным металлом.
Для создания теплообменника понадобятся 2 трубы с диаметром 1″ и длиной 70 см, 15 труб с диаметром 0,5″, длиной 160 см.
В трубах большего диаметра с шагом до 4,5 см проделываются отверстия для труб меньшего размера.
После чего всю конструкцию сваривают. При этом патрубки для входа и выхода теплоносителя должны находиться диагонально. Для входа внизу, для выхода сверху.
Готовый радиатор монтируют внутрь ранее сделанного короба. Крепится ко дну короба с помощью хомутов или полосок металла. Для максимальной передачи тепла, нужно закрепить его как можно плотнее.
Стыки тщательно заделываются герметиком. Дно короба и трубы окрашивается в чёрный цвет жаростойкой краской, тогда они будут поглощать больше тепла. Внешние детали окрашиваются белым, чтобы было меньше теплопотерь.
После того как краска высохла, короб закрывается стеклом (4 мм), но так, чтобы расстояние между ним и радиатором было не менее 1,2 см. Можно использовать стеклопакет, это повысит эффективность устройства.

Цена и окупаемость

С финансовой точки зрения солнечные гелиоколлектора необходимо считать инвестициями. Срок окупаемости может быть разным – от нескольких месяцев до нескольких лет. Зависит он от того, когда и сколько раз будет использоваться система.Срок службы солнечных гелиоколлекторов может быть более 30 лет. Но они в любом случае окупятся, учитывая, что они практически не требуют обслуживания.

Работоспособность всей системы полностью зависит от качества каждого элемента и правильности монтажа. Солнечные гелиоколлектора не смогут работать в полную силу, если будет неправильно подобрано остальное оборудование. Установку и проектирование лучше доверить профессионалам.

udobnovdome.ru

солнечный коллектор для дома зимой, водяной и вакуумный, принцип работы гелиосистемы

Гелевая система отопления представляет собой особенную климатическую техникуСолнечные коллекторы сегодня пользуются все большей популярностью. Это техника, которая позволяет нагревать воду без использования электричества. Гелевая система отопления отличается от всех остальных возможностью внедрения бесплатных энергетических источников. Их работа основана на том, что они изменяют плотность воды, что приводит к движению воды наверх, там она прогревается за счет того, что выталкивается холодная вода. Примечательно то, что в использовании насоса нет необходимости.

Принцип работы солнечного коллектора

Чтобы гелиосистема работала, используют воду или же антифриз. Температура воды постоянно сравнивается с коллектором: если вода в нижней части холоднее, устройство мгновенно начинает ее подогревать. Вода двигается по системе при помощи встроенного насоса.

Вода, которая находится в накопителе, нагревается при помощи теплообменника, который обычно нагревает коллекторы до определенного температурного режима.

Если воду в движение воды в системе нужно поменять, используют смеситель. Принцип работы системы базируется на том, то вода, которая остывает, сменяется теплой водой. Замена жидкости в системе происходит благодаря расширению подогретой воды, которая направляется вверх. Чтобы обеспечить стабильность работы системы, необходимо позаботиться об укладке теплоизоляционного слоя (минимальная толщина должна составлять 25 см).

Принцип работы солнечного коллектора

Особенности работы солнечных коллекторов:

Контролер анализирует показания специальных датчиков и управляет работой насоса.
Когда датчики показывают определенного значения, система прекращает обогрев воды.
Датчики необходимо устанавливать в баке-накопителе, обработке и на выходе коллектора.
Желательно дополнить работу солнечной системы дополнительными источниками тепла.

На уровень температурного режима воды влияет то, как и где установлен коллектор, с какой стороны на него светит солнце. Лучше всего, когда прямые солнечные лучи светят на коллектор в течение большей части дня. Важно заметить, что в зимние периоды коллектору нужно обеспечить особые условия для работы, иначе он будет не очень эффективным.

Солнечные коллекторы для отопления дома зимой

Сегодня довольно популярным и востребованным становится использование альтернативных источников энергии. Самым простым в устройстве можно назвать солнечный коллектор, что увеличивает его роль для использования устройства в бытовых условиях. Покупка гелевых систем отопления довольно затратная.

Многие потребители избегают использования солнечных коллекторов для отопления, так как считают, что, если летом они работают хорошо, но не особой нужны, а зимой толку от них нет, так как солнечные лучи очень слабые.

Потребители также высказывают о том, что зимой установка постоянно покрыта снегом. К тому же, если коллектор накапливает достаточно тепла, то морозный воздух обирает его. Гелиустановка также подвержена механическим повреждениям, например, может значительно пострадать от града.

Современные модели солнечных коллекторов настолько мощные, что доводят воду до кипения в самую холодную погоду

Аргументы против зимних коллекторов и их опровержение:

Проблема засыпки снегом. Ее актуальность касается только коллекторов с плоско-пластинчатой системой. Вакуумные установки устроены так, что снег на них накапливается очень редко, только если на это повлияют особые погодные условия: изморозь и т.д. Если снегопад сопровождается ветром, то панель будет чистой.
Холодный воздух отнимает тепло коллектора. Плоско-пластинчатые коллекторы действительно теряют много тепла. Вакуумные модели считаются более совершенными: вакуумная прослойка в них способствует тому, то коллектор усвояет до 95 процентов накопленного тепла.

Некоторые современные модели настолько мощные, что доводят воду до кипения в самую холодную погоду. Град не может повредить коллекторы, так как для их изготовления используют высокопрочные материалы. Конечно, летом коллекторы отличаются большей производительностью, но правильно подобранный коллектор, будет эффективен и в зимний период.

Принцип работы вакуумного солнечного коллектора

Теплоноситель в вакуумном коллекторе движется по специальной трубке. Сама трубка окружена вакуумом: именно это делает отопительную систему очень эффективной. Вода в таком коллекторе может нагреться до 300 градусов.

Вакуумный коллектор, дополненный параболоцилиндрическими отражателями, может нагревать масло до 390 градусов.

Производительность коллектора увеличивают благодаря установке системы слежения за солнцем. Таки коллекторы используют в быту и в промышленной сфере. Вакуумный коллектор отлично справляется с нагревом теплоносителя даже в холодные периоды.

Вакуумный солнечный коллектор - высокоэффективная система отопления

Типы гелиустановок:

Плоскопластинчатые. Их легко монтировать и использовать. В их состав входят пластины, которые улавливают солнечные лучи, прозрачное покрытие и теплоизоляция, которая закрывает нижнюю поверхность коллектора. Ту сторону пластины, которая обращена к солнцу, покрывают черной краской или особым покрытием (оксидом титана или черным никелем). Лучше всего покрывать пластины медными абсорберами. Покрытие, которое пропускает свет, изготовляют из поликарбоната или закаленного стекла. Зазоры должны быть обязательно загерметизированы.
Вакуумные. Абсорбером в этом типе коллектора выступает поверхность трубы, по которой движется теплоноситель. Сама труба находится в круглом прозрачно кожухе, из которого полностью выкачивают воздух. Каждая трубка находится в вакууме. Вакуумный коллектор стоит довольно дорого, но его эффективность оправдывает такую цену. Эффективность коллекторов повышают парабоцилиндрическими отражателями. Они состоят из продолговатых элементов, имеющих вогнутую зеркальную поверхность. Отражатели монтируют за трубками, чтобы на них фокусировался солнечный свет, который не был усвоенным.

Система также состоит из накопительного бака, наполненного водой. Система отопления может быть циркуляционной и принудительной. Главная задача всех гелиосистем – экономия основного энергетического ресурса.

Тепловые коллекторы для отопления: преимущества

Развитие технологий привело к широкому применению гелиосистем для отопления. Использование таких систем снижает тепловую нагрузку на здание, к тому же становится ощутимым вклад энергии солнца. Гелиосистемы обязаны своей популярностью тем, то они позволяют экономить на оплате за пользование традиционными энергоносителями.

Использование солнечных систем отопления позволяют заботиться об окружающей среде, снижая уровень вредных выбросов.

Самый распространенный на сегодня вид гелиосистем – устройства суточного аккумулирования тепловой энергии. Их недостаток – невозможность сделать то-либо с излишками тепла в летний период. Выход – следование методу сезонного аккумулирования.

Тепловые коллекторы для отопления имеют массу достоинств

Преимущества системы:

Экологичность;
Экономичность;
Эффективность;
Легкий монтаж и использование.

Солнечные водяные системы отопления можно подключить самостоятельно, если есть схема подключения и понимание процесса. Установку можно выполнить с помощью профессионального мастера, который также поможет выбрать эффективную систему. Установка такой системы экономически оправданна, так как расчет электроэнергии значительно изменятся.

Как работает гелевая система отопления (видео)

Гелиоколлектор – современное устройство, которое способствует нагреванию воды в котле от солнечной энергии. Бойлер работает по принципу беспрерывного движения теплоносителя по трубам без использования насоса. Такие системы стоят довольно дорого, но очень скоро оправдывают себя.

Добавить комментарий

teploclass.ru

Солнечные батареи для отопления дома: нагрев воды гелиосистемой

Солнечные батареи для отопления дома — реальный и эффективно работающий вариант. Это прекрасная возможность не только приобрести экономичную систему, но и позаботиться об охране окружающей среды. Солнечная энергия уже давно успешно используется в разных сферах человеческой жизни. Безусловно, здесь существуют определенные тонкости, и без сложностей и нюансов не обойтись. Однако если подойти ко всему разумно, можно обустроить хорошую систему отопления для дома или для дачи. Попробуем разобраться в том, насколько это выгодно и целесообразно.

Целесообразность использования

Солнечная батарея и сопутствующие ей элементы гелиосистемы не являются новейшим изобретением. Использование энергии нашего светила практикуется уже длительное время. Новаторами в этой области стали южные континенты (например, Америка или Австралия), а также некоторые европейские страны.

Что же касается северных регионов, по причине меньшего количества света эффективность работы гелиоустановок там значительно ниже. Поэтому их целесообразнее будет применять в качестве альтернативного варианта.

Панели на крыше дома

Независимо от того, в каких целях используются солнечные панели, принцип работы у них один и тот же. Солнечные батареи для отопления дома будут функционировать в качестве накопителей энергии (или коллекторов), в состав которых входят светособирающие фотоэлементы. Отопление дома обычно обустраивается с помощью применения специальных коробов с надежной теплоизоляцией. Внутри них имеется носитель тепла, а сами они прикреплены на щиты, приподнятые над поверхностью и обращенные к Солнцу.

Чтобы обогрев был более стабильным, и тепло в дом поступало с минимальными перебоями, такие системы часто оборудуют специальными трекерами — устройствами слежения за Солнцем. Благодаря специальным датчикам, установленным в сервоприводы, трекер поворачивает панели вслед за движением светила. Далее энергия преобразуется с помощью трубок, которые обустроены в коробах.

Случае следует делать различие между понятием солнечной панели и гелиосистемы в целом. Гелиосистемы обеспечивают нагрев любого теплоносителя, а собственно панели с фотоэлементами предназначены для накопления солнечной энергии. При проживании в тех регионах, где количество ясных дней на протяжении года менее 200, придется обзавестись именно гелиосистемой. Только тогда отопление на солнечных батареях сможет себя оправдать.

Отопление

Преимущества и недостатки

Для начала следует подробно разобрать плюсы и минусы. Преимуществ отопление от солнечных батарей имеет не так уж много (часто из-за «суровых реалий» нашего климата). Но они вполне очевидны:

Это экологически чистый отопительный источник, для которого не понадобятся другие виды топлива.
При разумном использовании владельцы частных домов (даже если это небольшой дачный домик, оборудованный гелиоустановкой), получают определенную степень независимости от цен на тепло.
Если сохранить традиционные батареи и не отказываться от центрального отопления совсем, затраты на горячее водоснабжение будут значительно ниже.
Установка гелиосистемы не требует получения никаких разрешений.

Однако есть и ряд сложностей, которые также следует учитывать. Например, чтобы определить, насколько эффективно работает система для нагрева воды, понадобится, как минимум, три года. При этом энергия от солнечных батарей должна поступать в достаточном количестве и постоянно применяться.

Само оборудование стоит недешево. КПД, вырабатываемый солнечными батареями, всегда будет зависеть от погодных и климатических условий. Коллекторы придется регулярно чистить от накопившихся загрязнений. Нужно своевременно убирать с них лед, снег в холодное время года. Иначе они быстро выйдут из строя и не смогут полноценно работать.

При проживании в холодных регионах гелиосистеме обязательно будет нужна дополнительная теплоизоляция.

Как работает для отопления энергия Солнца

Фотоэлементы солнечных панелей накапливают энергию светила и в более простых случаях применяются с целью получения электричества. Для их включения в «цепь» системы отопления понадобится установить специальный водонагреватель. Он будет исполнять роль накопительного бака. Бойлер греет воду, заполняющую радиаторы и системы труб в помещениях, которые требуют подогрева.

Схема

Как известно, существует несколько разновидностей солнечных панелей (поликристаллические, монокристаллические и аморфные). В целях оборудования гелиосистемы для отопления помещений целесообразно применение монокристаллических панелей. Аморфные модули тоже могут стать подходящей альтернативой. Установить их будет гораздо проще, а стоят они на порядок меньше.

Панели с фотоэлементами аккумулируют энергию Солнца, преобразовывая ее в электрическую. Большая установка, собранная из нескольких панелей, будет уже в состоянии обеспечить энергией небольшой дом. Обычно, общая площадь подобной установки составляет от 25 до 30 м².

Понадобится инвертор. Это устройство, которое преобразовывает постоянный ток в переменный. Именно такой ток необходим для работы всех электрических приборов. Инвертор обязательно нужен и при установке отопительной «цепочки». Ведь котел, нагревающий воду, также работает исключительно на переменном токе.

Полезные советы

Можно купить любой солнечный коллектор и попытаться использовать какую-либо из привычных схем подключения. Но как поступить в том случае, если гелиосистема в доме уже есть? Конечно, не стоит ее демонтировать и срочно покупать новую. Будет достаточно немного увеличить показатель ее мощности, докупив еще несколько панелей и подключить бойлер (котел), к которому подсоединяется разводка. При разумном применении тех или иных элементов схемы и включении новых ее будет вполне достаточно и для электричества, и для тепла.

Предугадать процент эффективности такой отопительной системы сложно. Ведь она целиком и полностью зависит от условий погоды и климата. Но если не отказываться от обычного энергопотребления, она всегда сыграет свою положительную роль и со временем обязательно себя оправдает.

batteryk.com

Гелиосистемa или гелиоустановка для горячего водоснабжения и отопления дома

Гелиосистема (гелиоустановка) - это устройство, которое позволяет использовать дармовую энергию солнца для горячего водоснабжения и отопления. Причем, современные системы такого типа позволяют превратить энергию солнечного излучения в тепловую, независимо от погоды и времени года. О принципе работы, устройстве и выборе оборудования для гелиосистемы Вы можете узнать из данной статьи.

Содержание статьи:

>Устройство и виды

>Где лучше устанавливать

>Выбор оборудования

>Окупаемость

>Видео по теме

Гелиосистема (гелиоустановка) позволяет использовать солнечную энергию для горячего водоснабжения и подогрева воды в бассейне или даже для отопление всего дома. Правда, чтобы отапливать дом с помощью такой системы необходимо достаточно большое количество солнечных коллекторов.

Солнечный коллектор (гелиоколлектор) – основной элемент в конструкции гелиосистемы. Он может быть выполнен в виде пластин (плоский) или в виде вакуумных трубок. Солнечные лучи, попадая на поверхность коллектора, поглощаются им и, тем самым, нагревают теплоноситель, который циркулирует в коллекторе, до температуры 90 – 140оС.

По трубопроводам высокотемпературный теплоноситель подаётся в бак – аккумулятор, нагревая в нём воду. Эту воду можно использовать для горячего водоснабжения или отопления дома. Остывший теплоноситель возвращается обратно в коллектор.

Накопительный бак горячей воды представляет собой ёмкость объёмом 250 – 500 литров, которая используется в гелиоустановке как аккумулятор тепла, полученного от солнечного коллектора. Конструктивно такой бак похож на бойлер – он имеет один или два внутренних теплообменника. К тому же он может иметь дополнительный электрический нагреватель.

Такой накопительный бак аккумулирует и долгое время сохраняет, полученное из солнечного коллектора, тепло, а при необходимости, и подогревает воду с помощью электронагревателя и обеспечивает теплообмен с основной системой отопления дома.

Виды гелиосистем

Современные гелиосистемы могут отличаться:

количеством контуров теплоносителя - могут быть одно- или двухконтурными;
способом циркуляции теплоносителя – она может быть естественной или принудительной.

В одноконтурных гелиосистемах (рис. 1) в коллектор поступает вода из бака-аккумулятора. Эта система достаточно проста и имеет самый высокий КПД. Принцип её действия основан на естественной конвекции – тёплая вода поднимается вверх. В такой гелиоустановке циркулирует вода, непосредственно используемая для горячего водоснабжения или отопления.

Одноконтурная гелиосистема с естественной циркуляцией

Рис. 1 Схема одноконтурной гелиоустановки с естественной циркуляцией.

Её недостаток - для эффективной работы в качестве теплоносителя необходима качественная «мягкая» вода, а в системах водоснабжения часто вода жёсткая (особенно при автономном водоснабжении из скважины или колодца). Содержащиеся в такой воде соли и примеси могут привести к быстрому разрушению такой гелиосистемы. К тому же вода в системе может просто замёрзнуть при отрицательных температурах воздуха.

Поэтому в условиях нашего климата более рационально использование двухконтурной гелиоустановки (рис. 2). гелиосистема: составные части В ней циркулирует специальный теплоноситель (незамерзающая жидкость), тепловая энергия которого из коллектора(1 на фото справа) передаётся воде в баке-накопителе(2) с помощью теплообменника.

Такой теплоноситель может циркулировать в гелиосистеме естественным образом или принудительно – с помощью циркуляционного насоса, что более эффективно.

Следующий элемент гелиосистемы (гелиоустановки) с принудительной циркуляцией – циркуляционный насос или насосная станция(4), которая представляет собой готовый к подключению комплект, состоящий из насоса гелиоконтура (одного или нескольких), запорной арматуры (вентилей, термовентилей), предохранительного клапана, механического воздухоотводчика и расширительного мембранного бака (3). Бак выбирается исходя из объёма гелиосистемы. Кроме этого, такая гелиоустановка укомплектовывается автоматическим регулятором(5).

Двухконтурная гелиоустановка с принудительной циркуляцией

Рис. 2 Вариант двухконтурной гелиоустановки для горячего водоснабжения и отопления с принудительной циркуляцией.

Где лучше устанавливать и как ориентировать

Коллектор гелиосистемы можно установить на крыше дома, на открытой площадке (на земле или балконе), возле бассейна и т.д. При этом необходимо учитывать экспозицию (север-юг) и угол наклона (0-90о), которые имеют большое значение для эффективности ее работы. Максимально эффективна южная ориентация.

Функционирование гелиоустановок возможно в любое время года, но наибольшая производительность – в период весна-лето-осень.

Выбор оборудования

Благодаря гелиосистеме можно принимать тёплый душ, даже если солнце спряталось за облаками. Площади коллектора в 4-6 м2 хватит для покрытия 60% необходимой энергии для горячего водоснабжения частного дома. При площади коллекторов около 10 м2 в сочетании с комбинированным баком-водонагревателем можно уже поддерживать систему отопления дома. При этом, если энергии солнца не хватает, автоматически подключается отопительный котёл.

Решающими факторами при выборе оборудования для гелиоустановки являются:

необходимый расход горячей воды;
тип и количество санитарно-технических приборов;
численность семьи;
уровень горячего водопотребления (повышенное или экономное).

Гелиоустановка, как и отопительная система дома, требует периодического контроля и проверки состояния, которые необходимо проводить не реже одного раза в год. Как правило, осмотр и проверка их состояния осуществляется перед началом каждого отопительного сезона и по его окончании.

Окупаемость

Для жителей европейских стран срок окупаемости гелиосистем, по оценкам специалистов, составляет от 3 до 5 лет. Для жителей России и Украины эти цифры повыше. Но с учётом постоянного повышения тарифов на газ и электроэнергию, в перспективе, сроки окупаемости будут постоянно уменьшаться.

Среднегодовая экономия энергоресурсов, при использовании гелиоустановок, составляет 60-70% - по сравнению с использованием только обычных видов отопления – газа, электроэнергии, угля или дров.

Видео по теме

Ниже Вы можете посмотреть видеоролик о том, как работает солнечный коллектор.

С этим материалом часто читают:

< Предыдущая Следующая >