Солнечные трубчатые коллекторы для отопления дома

Содержание

Коллектор солнечный для отопления дома: вакуумный и воздушный тепловой, трубчатый

Солнечные трубчатые коллекторы для отопления дома

ОтоплениеСистемы отопленияИнфракрасное отопление и гелиосистемы

Экономия отопления – одна из главных забот хозяина частного дома.

Для создания системы отопления предлагаются печи с котлами нагревания, электрические, дровяные варианты, но носители обходятся дорого, особенно при значительных площадях строений.

Альтернативой традиционным системам может стать коллектор солнечный – устройство, которое при правильном подборе и размещении снимает заботы об отоплении не только дома, но и теплиц, других строений. Рассмотрим разновидности, отличительные особенности и характеристики приборов.

Преимущества и недостатки солнечных коллекторов для отопления

Специалисты выделяют ряд положительных качеств гелиосистем:

  1. Автономность горячего водоснабжения в любое время года. Коллектор солнечный исправно поставляет энергию при перебоях, профилактических, ремонтных работах на магистрали.
  2. Длительный срок службы. В зависимости от типа модели система работает до 30 лет, срок окупаемости даже дорогого агрегата не превышает 5-6 лет.
  3. Экономия достигается отсутствием тарификации на поставку тепла. Ежемесячный расчет не зависит от повышения цены на электроэнергию.
  4. Универсальность применения. Солнечный коллектор для отопления дома может одновременно применяться для обогрева теплицы, бассейна, других хозяйственных помещений.
  5. Простота монтажа. Система легко встраивается в существующий тип отопления, а при эксплуатации не будет грязи, отходов, как, например, при использовании твердотопливных котлов.

К дополнительным преимуществам относятся: снижение суммарной нагрузки на тепло-, энергосеть строения, оптимизация конструкции под собственные нужды.

Минусы касаются высокой цены оборудования и необходимости тщательного выбора приборов. На эффективность работы влияют не только климатические условия региона, но и особенности ландшафта местности, формы крыши, длина светового дня, прочие показатели.

Совет! При выборе системы с пассивной циркуляцией, производная эффективность невысокая, поэтому для регионов с суровыми зимами, коротким световым днем рекомендуется выбирать принудительные варианты управления.

КПД правильно выбранного коллектора достигает 95%, для средней, северной полосы КПД снижается до 75-80%, но это выше, чем все прочие системы отопления.

Важно! Чтобы произвести правильный расчет солнечного коллектора для отопления, необходимо перемножить величину инсоляции в регионе за год, площадь отапливаемых помещений и КПД – получится годовой показатель. Для поиска дневного берется дневной показатель инсоляции.

Данные по инсоляции региона доступны в специальных таблицах на сайтах метеосводок, геологических организаций города, района или области.

Виды солнечных коллекторов и принцип работы

Солнечным коллектором называется устройство, преобразующее энергию солнца в тепловую.

Различаются приборы по множеству признаков:

  • по типу теплоносителя на воздушные и жидкостные, где в качестве жидкости используется вода, антифриз, этиленгликоль, прочие субстанции;
  • по конструкции устройства могут быть плоскими и вакуумными.

Для отопления дома применяются любые типы агрегатов, так как принцип работы не меняется и основан на способности материалов поглощать солнечную энергию в любом диапазоне. При потреблении энергии физические свойства материалов проявляются в увеличении скорости движения молекул, нагревании вещества и это тепло затем передается для отопления дома.

В соответствии с конструктивными особенностями солнечные коллекторы бывают:

  1. Плоскими. Это системы в виде прямоугольника, выполненные из прочного материала. Внутри корпуса выложена изоляционная прокладка, поверхность которой накрыта пластиной, абсорбирующей тепло. В углубления пластины монтируются медные трубки, передающие теплоноситель. Корпус закрыт оболочкой со свойством поглощения солнечных лучей и защитным стеклом.
  2. Вакуумными. Это трубчатые системы, также закрытые специальным корпусом. Внутри вакуумных трубок циркулирует теплоноситель, передающий тепловую энергию теплоносителю наружного контура.

Различаются коллекторы по способу использования носителя тепла:

  • пассивные системы – это агрегаты, применяемые в конструкции с накопительным баком, используемые для горячего водоснабжения дома без обустройства других инженерных сооружений сети;
  • активные системы – агрегаты, где кроме коллектора конструкция дополняется насосом, защитными клапанами и применяется не только для обеспечения горячего водоснабжения, но и отопления дома.

По передаче тепла различаются агрегаты:

  1. Косвенного действия, при которых система отопления и водоснабжения дополняется баком-аккумулятором. Этот бак передает тепловую энергию, полученную наружным путем во внутренний контур, то есть отопление, ГВС.
  2. Прямого действия или прямоточные, используемые для систем горячего водоснабжения. Транспортировка воды в контуре коллектора происходит за счет разности температур и при помощи дополнительно установленных кранов, клапанов.

Как коллектор работает зимой?

Для систем отопления рекомендуется выбирать вакуумный солнечный коллектор, который лучше подходит для обеспечения бесперебойной подачи тепла в помещения.

Работает гелиосистема следующим образом:

  • При поглощении солнечной энергии теплоноситель в контурах трубок испаряется, поднимается вверх и конденсируется в теплообменнике прибора. Происходит передача тепла в теплоноситель внешнего контура. Затем после охлаждения теплоноситель из контура трубок стекает вниз и процесс повторяется.
  • Прогретый теплоноситель из наружного контура подается в бак-аккумулятор, откуда полученная тепловая энергия транспортируется до теплоносителя системы ГВС и отопления.
  • Движение теплоносителя в наружном контуре осуществляется установкой циркуляционного насоса и автоматической системы управления. В систему входит контроллер, датчики и прочие элементы управления, которые поддерживают установленные параметры работы коллектора.

Для увеличения эффективности, выполнения задач в зимний период, рекомендуется монтировать дублирующие источники энергии. Например, дополнительный агрегат нагрева с применением топлива различных типов или можно решить задачу установкой электрического ТЭНа в бак-аккумулятор. Функциональность дублирующих источников тепла также контролируют приборы автоматики, запуская и отключая агрегаты по мере необходимости.

Как правильно выбирать коллектор?

Профессионалы советуют обращать внимание на следующие факторы:

  1. Плоская гелиосистема выгоднее прочих по цене, но не при замене, ремонте элементов. Любая поломка может вывести из строя систему абсорбции, а это увеличит затраты на ремонт. Данный класс оборудования обладает способностью нагревать воду максимум на 40 градусов выше температуры окружающей среды.
  2. Вакуумный коллектор намного чувствительнее к внешним агрессивным воздействиям, но при этом замена хрупких трубок не отнимает много времени и денег.
  3. В зимний период плоские системы выгоднее, так как забирают энергию с большей площади, чем вакуумные, однако вторые удобнее при обустройстве ТЭНов в бак в качестве косвенного обогревающего элемента. Выбирая вакуумный гелиоприбор нужно смотреть на наличие нескольких колб длиной до 2 м и шириной до 60 мм. Для обеспечения эффективного термогенеза внутри должна быть прямая или U-образная вставка.
  4. Воздушные тепловые солнечные коллекторы отличаются предельной простотой конструкции, выдерживают низкие температуры, редко требуют ремонт, но намного слабее прогревают комнаты в доме. Короткие трубки малого диаметра снижают расчетный показатель выработки нагрева, поэтому применяют такие агрегаты в регионах с теплым климатом, длительным световым периодом.
  5. Измеряемая в кВт мощность приборов является номинальной. Показатель применим только для измерения количества тепла, производимого в период высшей точки солнечной активности. Для утра и вечера расчет не является актуальным. В ночное время суток используется накопленная за день энергия. Именно она поддерживает уровень тепла в помещениях, поэтому следует учитывать мощность сопрягаемой с коллектором системы и проверить способность длительного сохранения тепла.

Важно! Если в продаже предлагается устройство с низким уровнем энергосбережения, то для морозных зим такие агрегаты не подходят. Также не рекомендуется подбирать водные проводники, которые при агрессивных понижениях температуры попросту замерзнут.

  1. Если выбрать вертикальные способы монтажа коллекторов, то обеспечивается автоматический сход снега, но КПД будет снижен.

Самое выгодное размещение коллектора – поворот лицевой стороной на юг, максимально допустимое отклонение от южного направления не должно превышать 30 градусов. Для обеспечения высокой эффективности системы в течение всего года, необходимо рассчитывать угол установки. равный показателю широты местности.

На заметку! Проектирование системы следует поручить профессионалу. Специалист подберет оптимальные варианты конструкций, способ крепления к крыше, произведет замеры и продумает оправданность применения дополнительных каркасов.

Схемы подключения коллекторов

Типичные схемы установки коллекторов приводятся без указания типа оборудования. Важно соблюдать основное правило – гелиосистема должна передавать преобразованную солнечную энергию теплоаккумулятору, в качестве которого может выступать буферная емкость отопления или бойлер ГВС, оборудованные теплообменником для подключения солнечного коллектора.

Для регионов с суровыми зимами, малой продолжительностью светового дня аккумулятор в обязательном порядке оборудуется косвенным нагревательным элементом, иначе в пасмурную погоду и зимой тепла можно и не дождаться.

Схема с самотечной транспортировкой жидкости считается более практичной, но для самостоятельного движения теплоносителя охладитель нужно располагать выше, чем нагреватель.

Поэтому низ бака размещается на расстоянии минимум 0,5 м выше, чем верхняя точка гелиосистемы.

Если бойлер размещен в верхней части чердака, подойдет схема расположения коллектор на крыше. Трубы следует обернуть теплоизоляционными материалами толщиной до 100 мм, а для снижения гидравлического сопротивления системы применяются трубы большего диаметра.

При системе, в которой коллектор прогревает бойлер косвенного нагрева (в прогревании также участвует и котел), целесообразнее применять насос и установить бойлер в котельной возле котла.

Если применяется схема подключения гелиосистемы на буферную теплоаккумулирующую емкость, например, для круглогодичного использования системы и прогрева солнечной энергией всей системы отопления в доме, подойдет такой вариант размещения.

Читайте также  Самые лучшие радиаторы отопления для частного дома

Для существующих систем отопления в доме применяется следующий вариант интеграции оборудования. Таким образом солнечный коллектор подключается на отдельный бак-аккумулятор, менять оборудование не придется.

Для обустройства системы пригодится аварийный клапан повышенного давления, расширительный бак объемом от 0,1 объема контура и автоматический воздухоотводчик. Для предупреждения ухода воды из бойлера нужно смонтировать на холодный трубопровод обратный клапан. Монтаж обязательной автоматики управления циркуляционными насосами приводит к удорожанию проекта, но в противном случае систему придется включать и отключать вручную, например, когда нагрева от солнца нет.

Совет! Если солнечный коллектор используется круглый год, в качестве теплоносителя заливается незамерзайка. Для сезонного применения коллектора в систему закачивается вода, а перед заморозками жидкость нужно слить.

Как сделать солнечный коллектор самостоятельно?

Для изготовления солнечного воздушного обогревателя, который будет работать зимой и летом потребуется:

  • рама из деревянных плашек с фанерным дном размером 150х150 см;
  • планки с сечением 2х4 см;
  • пленки изоляционная и рефлектирующая;
  • зачерненный лист металла;
  • сетка зачерненная;
  • лист поликарбоната с наклеенной УФ-пленкой;
  • 2 вентилятора;
  • 2 обратных клапана для монтажа на выходе из коллектора.

Как сделать воздушный солнечный коллектор для отопления дома своими руками:

  1. Фанерное днище размером 150х150 см раскроить на две части размерами 105х150 см и 45х105 см. Теперь эти части соединить между собой планкой.
  2. Выстлать полотно изоляционной пленкой со светоотражающими свойствами. Высверлить в днище снизу 2 дырки размером в 10 см для забора холодного воздуха из дома и 2 отверстия сверху того же диаметра для вывода теплых потоков воздуха из коллектора. В отверстия снизу впоследствии будут вмонтированы вентиляторы для затягивания потоков в коллектор, а на верхние потом установятся обратные клапаны для блокировки движения воздуха при отключенных вентиляторах.
  3. Фанерную конструкцию рамы нужно утеплить рефлектирующей и изоляционной пленкой. Это снизит теплопотери коллектора. Лучше всего подходит алюминизированная пленка, которая хорошо отражает тепловые лучи, поступающие от перегретого абсорбера.
  4. Абсорбером выступает лист металла, выкрашенный черной краской. К внутренней стороне абсорбера прибить сетку, которая нужна для изменения структуры воздушного потока, создаваемого вентиляторами. Вся конструкция прибивается к раме коллектора. Получается, что втянутый в коллектор холодный воздух из дома будет проходить вдоль сетки, прогреваться и становится однородным по температуре.
  5. Присоединить к вентиляторам питание, установить приборы в нижние отверстия. Мощность вентиляторов 14 Вт, этого достаточно для обеспечения поступлений на коллектор от 3 кВт/час.
  6. Для снижения теплопотери абсорбер закрывается листом прозрачного поликарбоната. Такие листы уже оклеены пленками для защиты от УФ-излучения.

Выглядит система на крыше следующим образом.

Но изготовленный воздушный коллектор можно установить на стену дома, для чего просверлить 4 отверстия, диаметр которых равен 10 см, затем установить гелиосистему. Это простейший вариант воздушного коллектора, который успешно применяется на практике и изготавливается с минимальными затратами, но есть вариант обустройства конструкции с помощью других подручных средств, например, как на видео ниже.

Помогите нам стать лучше, оцените подачу материала и труд автора

Загрузка… Рассказать друзьям и коллегам в социальных сетях

Источник: https://vodakanazer.ru/otoplenie/sistemy-otopleniya/infrakrasnoe-otoplenie-i-geliosistemy/kollektor-solnechnyy.html

Вакуумный солнечный коллектор для отопления и горячего водоснабжения

Одним из самых популярных и самых универсальных видов альтернативной энергетики в мире являются солнечные коллекторы, с помощью которых потребитель получает тепло и горячую воду практически по нулевому тарифу.

А при сегодняшнем динамичном росте тарифов на энергоносители решение вопроса горячего водоснабжения и теплоснабжения практически любых объектов по назначению, принадлежности и объему за счёт солнца более, чем актуально.

Солнечная энергия — самый крупный энергетический источник на Земле. Количество тепла, поступающего на 1 кв. м поверхности Земли в год, оценивается в 3,16х109 КДж. Общее количество солнечной энергии в 20 тыс. раз превышает современное потребление энергии мировым хозяйством.

Производство установок для использования альтернативной энергии солнца за последние 4 года увеличилось в мире в несколько раз. Предполагают, что к 2020 г. за счет солнечной энергии мировые потребности в электроэнергии будут удовлетворяться на 15-20%.

На сегодняшний день вводится в эксплуатацию более 3 млн. гелиосистем в год, и эта статистика получена не только за счет стран с теплым климатом. Свою эффективность солнечные коллекторы доказали даже в климатических условиях Аляски. Система солнечных коллекторов подходит для всех типов климата.

В связи с использованием контроллеров система автоматически поддерживает самые оптимальные параметры циркуляции, имеет режим антизамерзания, обеспечивает комфортную заданную температуру.

При отсутствии достаточной солнечной активности контроллер может включать дополнительный электронагреватель, установленный в теплоаккумуляторе.

Производительность системы зависит от параметров солнечного излучения в конкретном регионе. Интенсивность солнечной радиации нашего региона, где около 300 солнечных дней в году, позволяет достигнуть высоких показателей продуктивности солнечных коллекторов.

Технико-экономические расчеты по действующим солнечным системам показывают, что при существующих ценах на органическое топливо, увеличивающихся последние годы, срок окупаемости гелиоустановок с учетом эксплуатационных затрат составляет от 2 до 5 лет, в то время как срок их службы 25-30 лет. Таким образом, использование системы после срока её окупаемости дает дает возможность получать всю вырабатываемую солнечной установкой энергию бесплатно!

При этом гелиоустановки являются экологически чистым источником энергии, к которому можно, в отличие от традиционных котельных, применить термин «срок окупаемости затрат».

Область применения солнечных коллекторов:

  • производственные комплексы любого направления и масштаба;
  • сельскохозяйственные предприятия;
  • учреждения здравоохранения: больницы, поликлиники, санатории, профилактории, центры здоровья и др.;
  • спортивно-оздоровительные комплексы: бассейны открытые и закрытые, стадионы, туристические базы, зоны отдыха;
  • детские учреждения: детские сады, школы, центры детского творчества, летние лагеря и др.;
  • гостинично-туристические комплексы;
  • торгово-развлекательные комплексы, небольшие автономные магазины;
  • рестораны, кафе, столовые и другие пункты общественного питания;
  • мобильные социально ориентированные пункты;
  • частные дома, коттеджи, дачи;
  • офисы;
  • объекты железнодорожного транспорта, портов, МЧС и пр.;
  • автомойки, автозаправочные станции, теплицы и еще многие разнообразные объекты;

– практически везде, где есть холодная вода и дневной свет.

Солнечные водонагреватели позволяют решить целый ряд вопросов:

  • автономное горячее водоснабжение (круглогодичное или сезонное);
  • поддержка полного или дежурного отопления для помещений любой площади;
  • оптимизация существующих систем горячего водоснабжения и отопления;
  • подогрев воды в закрытых или открытых бассейнах;
  • обогрев теплиц;
  • использование горячей воды в технологических целях.

Преимущества солнечных установок:

Существенное уменьшение затрат на горячее водоснабжение, обогрев дома или любого другого здания. Использование солнечных коллекторов дает возможность уменьшить затраты в год: на нагрев воды — на 60%, на отопление — на 30%!

Оптимизация и уменьшение эксплуатационных затрат при отоплении зданий и обеспечении потребителей горячей водой в случае перебоев в электро- и газоснабжении, т.к. система является автономным источником тепловой энергии.

Увеличение срока службы основной или вспомогательной отопительной системы: уже имеющегося бойлера или газового котла в 2 раза, т.к. дает возможность до 97% уменьшить его нагрузку на существующую систему;

Возможность интегрирования в существующую систему теплоснабжения и горячего водоснабжения.

Сохранение природы и экологии в целом, защита здоровья людей за счет отсутствия загрязнения окружающей среды.

Солнечная установка может быть запланирована еще на стадии строительства дома или другого объекта, а может быть подсоединена к существующей системе теплоснабжения. В последнем случае вместо традиционного бойлера устанавливается бойлер гелиосистемы, а на крыше здания — солнечный коллектор.

Кроме того, система отопления на солнечных коллекторах идеально соответствует системе водяных теплых полов и обогрева плавательных бассейнов и экономично расходует утилизированную тепловую энергию.

Особенную эффективность утилизации энергии окружающей среды имеют комбинированные системы, использующие солнечные коллекторы вместе с тепловыми насосами.

Среди всех типов солнечных коллекторов самыми популярными являются плоские коллекторы и коллекторы с вакуумными трубками.

Вакуумный солнечный коллектор – система, применяющаяся для преобразования энергии солнца в любое время года. При его производстве используются современные материалы, созданные на основе вакуумных нанотехнологий. Удобство в эксплуатации, большая долговечность и эффективность предлагаемых водонагревательных систем гарантирована.

Преимущества использования вакуумного солнечного коллектора:

  • Гелиосистема имеет высокую производительность даже в осенне-зимний сезон.

При производстве вакуумного солнечного коллектора используется наилучший теплоизолятор – вакуум. Общие потери тепла в коллекторе минимальны, т.к.

в вакууме не происходит потерь на теплопроводность и конвекцию.

Поэтому КПД вакуумного коллектора сохраняется стабильно высоким даже при неблагоприятных погодных условиях – температуре воздуха до -45°С и рассеянном солнечном свете, а его производительность до 40% выше, чем у других видов коллекторов.

  • Каждый солнечный луч используется в гелиосистеме оптимальным образом.

Абсорбер, являющийся важной деталью конструкции вакуумного солнечного коллектора, имеет форму цилиндра, что позволяет максимально эффективно использовать для преобразования каждый солнечный луч от восхода и до заката солнца.

Благодаря цилиндрической форме абсорбера вакуумный коллектор в три раза эффективнее и способен улавливать рассеянную энергию солнца по сравнению с коллекторами, имеющими плоскую форму, и может произвести до 40% тепловой энергии больше, чем другие системы с аналогичной площадью абсорбера.

  • Вакуумные солнечные коллекторы отличаются повышенной надежностью.

Вакуумный солнечный коллектор будет радовать Вас своим теплом долгие годы. Залог его высокой долговечности и надежности – использование в конструкции высококачественных современных материалов.

Так, все детали, находящиеся в непосредственном контакте с теплоносителем, изготовлены из меди высокого качества, а трубки коллектора выполняются из особого ударопрочного (боросиликатного) стекла, которому не страшен даже град до 35 мм. Вакуумные коллекторы хорошо зарекомендовали себя в регионах с суровым климатом, где нередки шквальные ветра и даже ураганы, т.к.

панель коллектора имеет небольшую парусность. Замена вакуумных трубок в случае их повреждения не вызывает особого затруднения, т.к. не требует полной остановки и слива всей системы.

  • После оледенения, покрытия снегом или инеем система быстро вновь готова к работе.

По сравнению с другими видами коллекторов, вакуумный коллектор быстрее возвращается в рабочее состояние, избавляясь от снега, льда или инея и снова готов дарить Вам свое тепло. Это объясняется тем, что стеклянное покрытие коллектора имеет очень небольшую толщину, благодаря чему тепловая инерция прибора сводится к минимуму.

  • Вакуумный солнечный коллектор способен обеззараживать воду.

В нагреваемой коллектором воде под действием высоких температур и вакуума размножение различных бактерий становится невозможным.

  • Вакуумные солнечные коллекторы отличаются простотой монтажа и удобством эксплуатации.
Читайте также  Ручной насос для отопления в частном доме

Число желающих сэкономить на расходах на обычные виды энергоресурсов за счет перехода на использование солнечной энергии постоянно растет.

Вакуумные солнечные коллекторы «АНДИ Групп» пользуются достаточно большой популярностью в Центральном и Южном регионах России. Это еще раз подтвердилось на проведенных в сентябре этого года в г.

Ростове-на-Дону двух специализированных выставках («15-я юбилейная аграрная выставка» и выставка «МЧС России»), где солнечное оборудование «АНДИ Групп» вызвало большой интерес у представителей разных регионов и слоев населения страны. Производственники и аграрии, владельцы зон отдыха и простые рядовые потребители живо интересовались этим оборудованием.

Подтверждением успеха солнечного оборудования «АНДИ Групп» на выставках является награждение ПК «АНДИ Групп» Дипломами выставки «За успешное продвижение на юге России инновационных и энергосберегающих технологий и оборудования».

Руководящий состав МЧС России рекомендовал позиционировать эти солнечные системы на специализированной выставке МЧС в качестве водонагревателей в сложных полевых условиях для создания комфортных и санитарно-гигиенических условий для граждан и личного состава в чрезвычайных ситуациях. Это является убедительным аргументом того, что нет границ для применения солнечных коллекторов ни по территории, ни по назначению, ни по масштабу и сложности системы.

Производственная компания «АНДИ Групп» предлагает оптимальное решение проблемы обеспечения горячей водой как малых так и больших потребителей (от душевых кабин, летних бассейнов и дачных домов до гостиниц, пансионатов, больниц, автозаправочных станций и др.автономных объектов) в условиях сезонного или круглогодичного использования:

Солнечные водонагреватели серия «ДАЧА» модель XF-II и XF-II система без давления. Используются сезонно — с апреля по октябрь месяцы.

Сезонный солнечный коллектор для дачи Производственной компании «АНДИ Групп», поможет решить проблему горячего водоснабжения на Вашем дачном участке, обеспечив Вас горячей водой: для принятия душа, мойки посуды, подогрева летнего бассейна, полива растений и прочих бытовых и хозяйственных нужд.

Солнечные коллекторы серия «УНИВЕРСАЛ» модель CP-II. Проточные солнечные водонагреватели — система под давлением. Солнечные коллекторы с тепловыми трубками Heat Pipe круглогодичного использования.

Преимущества системы является возможность круглогодичной эксплуатации в регионах с умеренным климатом и высокая эффективность солнечного водонагревателя при низкой интенсивности солнечного излучения.

Солнечные сплит-системы. Также такие системы называют всесезонными или раздельными. Это закрытая система, которая может работать под давлением водопровода.

Система обладает малой инерционностью, быстрым выходом на рабочий режим и позволяет обеспечить: круглогодично— горячее водоснабжение; сезонное отопление с экономией традиционных источников тепловой энергии до 70% (в зависимости от географической широты и климатических условий).

ЗАКАЗАТЬ РАСЧЁТ

Если выбор солнечной сплит-системы вызывает у Вас затруднение, оставьте заявку на расчёт и квалифицированные специалисты нашей компании помогут подобрать солнечную водонагревательную систему, удовлетворяющую Вашим потребностям.

Источник: https://andi-grupp.ru/informatsiya/stati/vakuumnye-solnechnye-kollektory-dlya-otopleniya-i-goryachego-vodosnabzheniya/

Коллектор отопления распределительный в системе: шкаф и гребенка своими руками

Коллектор отопления – устройство, которое применяется для оптимизации подачи тепла в автономных магистралях, повышения производительности системы. Модернизация не отнимает много времени, при этом приборы отличаются длительным сроком службы и являются хорошей альтернативой линейным конструкциям. Для установки изделия требуется четкое понимание технологии, правильное подключение гарантирует удобство ремонта и эксплуатации инженерной сети.

Достоинства и недостатки коллекторных систем отопления

Список преимуществ следующий:

  1. Возможность независимо и централизованно управлять каждым элементом контура. Пользователь задает режим нагрева радиаторов в помещении, останавливает прибор или группу приборов без утери общей функциональности схемы.
  2. Снижение затрат. Теплоноситель подается в одну батарею, поэтому можно сооружать трубопроводы из деталей меньшего диаметра. Отключение радиатора тоже помогает сократить затраты на энергоносители.
  3. Допустимо сооружать несколько контуров с разными температурными режимами и перепадами нагрева. В этом случае в систему интегрируется гидрострелка.

На заметку! Подводка обустраивается с малым отдалением от котла и батареи, чаще всего утапливается в стяжку.

Минусы оборудования:

  • увеличение расхода энергии за счет подачи теплоносителя на каждый радиатор;
  • возможные сложности при сооружении лучевого типа разводки, утоплении устройства в стяжку пола;
  • повешение гидравлического сопротивления в магистрали.

Важно! Для сооружения схемы с независимой раздачей тепла по контурам потребуется монтаж циркуляционных насосов в каждый контур. Сеть становится зависимой от подачи электрической энергии.

Назначение и принцип действия коллекторов

Применение прибора показано для равномерной подачи теплоносителя из основного трубопровода по оборудованию и узлам системы отопления, ответвлениям, и обеспечивает поддержание нормальной циркуляции в трубе обратного тока воды.

 Тепловой коллектор для отопления дома является промежуточным распределительным узлом, состоит из гребенок подающего и обратного типа.

Подающая гребенка нужна для транспортировки жидкости к контуру, обратная – для возврата теплоносителя в котел.

Распределительная гребенка системы отопления оснащена выходами для присоединения контуров, подключаемых к приборам системы, может дополняться запорной арматурой для регулировки давления внутри контуров. Арматура упрощает ремонтные работы, позволяет устанавливать режим нагрева устройств и при необходимости отключать радиаторы от магистрали.

Принцип работы выстроен на передаче тепла циркулирующего наполнителя. Вода проходит от котла через патрубки в гребенку, распределяется по контурам, транспортируется к батареям или в сетку теплых полов. После прогрева конструкции носитель по другой трубе поступает в забирающую гребенку, откуда перемещается к котлу для набора температуры.

Совет! Тепловая система с коллектором для частного дома потребует значительных вложений.

Разновидности коллекторов отопления

Различается несколько видов приборов для интеграции в автономные закрытые магистрали – радиаторные, солнечные устройства и гидрострелки. Каждый тип имеет свои особенности, которые влияют на схему монтажа и эксплуатацию.

Радиаторные

Устройства считаются самыми популярными и различаются по типу подключения – верхнему, боковому, нижнему или диагональному.

Нижнее подключение подразумевает сокрытие разводки плинтусами или утопление в стяжку – так приборы не видны снаружи. Такой вариант удобен для частных домов, коллекторы монтируются на каждом этаже с учетом равной длины трубопровода от устройства до радиаторов отопления.

Но есть вариант монтажа коллектора для системы отопления с большим удалением от отопительных приборов – для этого следует установить в контуры циркуляционный насос. Расчет такой – на каждый контур свой насос, при этом схема приобретает автономность, дополняется запорной арматурой и автоматикой.

Простой пример самостоятельного контура отопления с применением коллектора – схема теплых водяных полов.

Гидрострелка

Применяется устройство в инженерных сетях с ответвлениями, например, в доме с пристройками, флигелями больших площадей. В этом случае термогидравлический распределитель необходим для формирования связующего звена – с одной стороны к гидрострелке подсоединяется контур отопительного котла, с другой стороны – радиатор или магистраль теплого пола.

Для чего нужна гидрострелка:

  1. Применение прибора устраняет перепады давления, что повышает срок эксплуатации всей инженерной системы.
  2. Поддержание объема теплоносителя. За счет постоянного подмеса и вторичной циркуляции жидкости в магистраль не придется часто подливать воду, экономится топливо, компенсируется дефицит расхода во втором трубопроводе.
  3. Прибор отделяет гидравлический контур котла от цепи вторичного типа, обеспечивая поддержание температурного баланса.

На заметку! Чтобы гидрострелка работала исправно, в каждый контур устанавливается циркуляционный насос.

Солнечный коллектор

Этот прибор применяется только в регионах с большим количеством солнечных дней, отличается по конструкции от коллекторов обычного типа. Устройство является накопителем солнечной энергии с естественной циркуляцией теплоносителя, которая достигается применением конвекции и вентиляторов – оборудование подключается к пластине поглощения света.

Выглядит такой распределитель как ящик с небольшой толщиной и покрытием для сбора тепла – эта пластина копит энергию, затем передавая ее водному или воздушному теплоносителю. Производители предлагают стационарные и мобильные системы, работающие от солнечного света.

Правила выбора коллекторов отопления

При покупке устройства нужно смотреть на определенные технические характеристики:

  • Давление. В расчет берется показатель максимально допустимого давления. Это требуется для определения материала изготовления накопителя.
  • Пропускная способность, оснащение дополнительными устройствами.
  • Число выходных патрубков. Количество должно совпадать с контурами отопления, но лучше брать с запасом для присоединения дополнительных магистралей.

Характеристики и параметры прописываются в техническом паспорте, гребенка для отопления покупается на каждый этаж строения с количеством отводов, соответствующих числу контуров (плюс запас).

Монтаж отопительного коллектора

Установку оборудования надо предусматривать на этапе сооружения системы. Монтаж коллектора отопления осуществляется в помещениях с низким уровнем влажности, возможно крепление на стене в шкафу или без него, но так, чтобы расстояние до пола было небольшим.

Жесткой техники интеграции оборудования нет, есть ряд рекомендаций:

  1. Увеличить вместимость расширительного бака на 10% от общего объема теплоносителя в системе.
  2. Зона установки компенсатора – труба обратного тока воды перед циркуляционным насосом. При условии, что применяется гидрострелка, бак ставить перед основным нагнетателем, чтобы поддерживать показанную интенсивность транспортировки теплоносителя в малых контурах.
  3. Точка монтажа насосного оборудования не имеет важности, но мастера советуют ставить нагнетатели на обратке с учетом горизонтального положения вала, чтобы не оставить крыльчатку без охлаждения и смазки при попадании воздуха внутрь контуров.

Чтобы сократить затраты на покупку приборов, можно сделать коллектор отопления своими руками.

Для сооружения устройства потребуется:

  • трубы армированные полипропиленовые индекса 20 в магистраль, индекса 25 для центральной трубы;
  • заглушки по одной на сторону каждой группы;
  • тройники, муфты, краны шаровые.

Теперь следует собрать схему – соединить тройники, на одну сторону поставить заглушку, на другую уголок, но только при нижней схеме обвязки. На отводы приварить отрезки для монтажа запорной арматуры и других устройств.

На заметку! Полипропиленовые трубы стыкуются пайкой, для чего применяется специальный прибор или домашний паяльник с высокотемпературным нагревом. Перед пайкой с концов труб снимается фаска, их нужно обезжирить и после стыковки остудить.

Формирование схемы идет с учетом самого длинного участка – это разгонный коллектор для подъема теплоносителя при нагревании и распределении по контурам. После сборки вся сетка присоединяется обычным порядком, на каждый контур устанавливается циркуляционный насос, затем монтируется расширительный бак увеличенного объема.

Если остались вопросы, видео, как сделать коллектор для отопления своими руками, поможет разобраться с нюансами.

Источник: https://dizain-vannoy.ru/sistema-otopleniya/oborudovanie/komplektuyuschie/kollektor-otopleniya.html

Солнечный коллектор как источник теплоснабжения дома

Солнечный свет является одним из самых мощных и легкодоступных источников энергии на нашей планете. С древних времен человечество, обожествляя дневное светило, пыталось использовать его энергию в своих практичных целях. В условиях современного развития энергосберегающих технологий солнечную энергию намного чаще, чем ранее, стали использовать в качестве источника теплоснабжения зданий и сооружений.

Читайте также  Печь на отработке для отопления дома

Применение солнечных коллекторов

Устройство, преобразующее энергию солнечного света в тепловую энергию, называют солнечным коллекторам. Солнечный коллектор может применяться как в отопительной системе здания, так и в системе горячего водоснабжения.

Согласно расчетным данным, применение данных устройств в системах теплофикации зданий и сооружений дает в среднем от 30% до 60% экономии энергоносителей (газ, электричество) ежегодно, а значит, удешевляет эксплуатацию здания.

Расчетная самоокупаемость систем, использующих солнечную энергию, составляет в среднем от двух до пяти лет, в зависимости от цен на энергоносители.

https://www.youtube.com/watch?v=as-8LoAgfSA

Солнечный коллектор для отопления дома включается в систему теплоснабжения, являясь, по сути, подогревающим теплоноситель элементом, в то время как основные источники теплофикации (газовые или электрические котлы) круглосуточно поддерживают температуру подогретого солнечным коллектором теплоносителя на уровне, необходимом по технологическим или санитарным условиям.
КПД систем альтернативного теплоснабжения выше в регионах с высокой солнечной активностью и в светлое время суток. Карта суммарной годовой солнечной радиации приведена на рисунке ниже.

Виды и различия солнечных коллекторов

На сегодняшний день распространение среди промышленно изготавливаемых солнечных коллекторов получили два вида систем:

  • плоские солнечные панели;
  • вакуумные (вакуумированные) трубчатые коллекторы.

Плоская солнечная панель

Является распространенным типом солнечного коллектора, используемого в современных системах гелиоэнергетики. Широкое распространение данный тип получил вследствие относительной дешевизны и простоты, как устройства, так и эксплуатации. Недостатком плоских солнечных коллекторов является значительное (до двух раз) понижение КПД в условиях отрицательных температур наружного воздуха.

Конструкция плоского солнечного коллектора.

Конструктивно представляет собой панель с площадью поглощающей поверхности 2-2,5 м2, выполненную из алюминиевых или стальных сплавов.

Лицевая часть выполнена в виде листа специального гелиостекла, что обеспечивает максимальное поглощение энергии солнечного света и минимальные потери энергии с отраженными и рассеянными лучами.

Непосредственно под гелиостеклом расположен поглотитель, выполняемый в виде плоской трубки из медных или алюминиевых сплавов, имеющих высокий коэффициент теплопередачи.

Трубка, как правило, имеет радиальное оребрение, что значительно повышает коэффициент теплопередачи поглотителя. На поглотитель наносится покрытие с высоким коэффициентом поглощения в спектрах теплового излучения, что повышает общий КПД коллектора.

Под поглотителем располагается слой тепловой изоляции, уменьшающий тепловые потери системы в окружающую среду. Необходимая тепловая мощность солнечного коллектора достигается включением нескольких панелей в единую солнечную батарею или коллектор.

Вакуумный (вакууммированный) трубчатый коллектор

Дорогостоящий вид солнечного коллектора вследствие сложного изготовления и ряда преимуществ перед плоскими солнечными панелями. Конструктивно представляет собой ряд парных стеклянных труб, спаянных между собой, из пространства между которыми откачан воздух.

Вакуум в пространстве между трубками является прекрасным тепловым изолятором и предотвращает тепловые потери в окружающую среду от теплоносителя. В меньшую трубу вводится медная, алюминиевая или стеклянная трубка поглотителя. Трубы верхней частью вводятся в распределитель, в котором циркулирует теплоноситель.

Вакуумные (вакуумированные) трубчатые коллекторы по типу распределителя подразделяются на два типа: с плоской тепловой трубой и прямоточные.

Коллекторы с плоской трубой

Вакуумный трубчатый солнечный коллектор с плоской тепловой трубой — конструкция.

Представляют собой рекуперативный теплообменник, расположенный в распределителе. В этом случае теплопередача от нагретого теплоносителя вакуумной трубы к теплоносителю циркуляционного контура теплоснабжения здания происходит через стенку и теплоносители этих контуров не смешиваются.

Преимущества перед прямоточными коллекторами состоят в сохранении высоких показателей работы при температуре окружающей среды до -45оС, возможности замены отдельной вакуумной трубки, вышедшей из строя, без разбора коллектора и прекращения его работы, а также в возможности регулирования угла установки каждой вакуумной трубки в пределах одного коллектора.

Прямоточные коллекторы

Прямоточный вакуумный трубчатый солнечный коллектор — конструкция.

Объединяют циркуляционный и обогревающийся контур. В распределителе проходят подающий и циркуляционный трубопроводы, к которым непосредственно присоединяются вакуумные трубки. Теплоноситель подается в распределитель по подающему трубопроводу, из которого попадает в вакуумную трубку, где проходит обогрев.

Нагретый теплоноситель возвращается в обратный трубопровод и уходит непосредственно на нужды теплоснабжения.

Преимущества прямоточных коллекторов перед вакуумными состоят в отсутствии промежуточной стенки между теплоносителями, что снижает тепловые потери и в возможности устанавливать коллектор на любых поверхностях под любыми углами, поскольку циркуляция теплоносителя в пределах всего коллектора будет осуществляться насосом.

Принципиальные схемы и монтаж гелиосистем

Гелиосистемы могут использоваться в качестве самостоятельного источника теплоснабжения дома в регионах с высокой солнечной активностью. В регионах с более умеренным климатом необходимо предусматривать дублирующие теплогенерирующие устройства.

Кроме того, солнечная энергия может использоваться на нужды горячего водоснабжения, отопления и в качестве совмещенной схемы промежуточного догрева теплоносителей. Исходя из этого, в статье представлены несколько видов принципиальных монтажных схем.

Схема с промежуточным догревом для горячего водоснабжения

В этой схеме, как и во всех последующих, имеется контур первичного нагрева холодной воды в баке-аккумуляторе (бак-накопитель 6) от солнечного коллектора 1. Рекуперативный теплообменник 8 закрытой системы первичного нагрева расположен в нижней части бака-аккумулятора, где температура нагреваемой воды наименьшая. По отношению к нагреваемой воде система работает по типу «противоток», как наиболее экономичному.

В верхней части бака вода догревается до температуры, необходимой по санитарным нормам, с помощью электрического ТЭНа 7.

Управление системой в целом производится через контроллер 5, на который сведены данные от датчиков температуры Т1 и Т2, позволяющие через рабочую станцию 3 в автоматическом режиме регулировать проток теплоносителя через солнечный коллектор и напряжение, а, соответственно, и температуру на электронагревателе.

Следует отметить, что вместо электронагревателя можно использовать любой другой теплогенератор (газовый, жидкотопливный или твердотопливный).

Но при этом необходимо обратить внимание на максимальную синхронизацию работы гелиосистемы и теплогенератора.

Бак сброса избыточного давления 4 позволяет без участия человека и разгерметизации системы компенсировать тепловое расширение теплоносителя, а автоматический воздухоодводчик 2 автоматически удаляет из первичного контура пузырьки газа.

Такие устройства, как автоматический воздухоотводчик, рабочая станция, бак сброса излишнего давления, котроллер с датчиками температуры и теплообменник являются наиболее традиционным комплектом рабочего оборудования гелиосистем.

Закрытая схема отопления с солнечным коллектором

В такой схеме гелиосистема через бак накопитель обогревает теплоноситель в обратном коллекторе отопительной системы перед подачей теплоносителя в отопительный котел. Нужно отметить, что такие схемы в средних широтах применяются достаточно редко ввиду того, что температура в обратном трубопроводе во время отопительного сезона зачастую бывает выше той, которую способен выдавать солнечный коллектор в зимнее время. Как следствие, такая схема имеет крайне низкий КПД.

Совмещенная схема теплоснабжения

В данной схеме нагрев теплоносителя как для отопления, так и для горячего водоснабжения, осуществляется в пределах одного бака-накопителя. Фактически данная схема состоит из трех контуров:

  1. Контур гелиосистемы. Представляет собой рекуперативный теплообменник, на который подается нагретый теплоноситель от солнечного коллектора. Располагается в нижней части бака-накопителя.
  2. Контур отопительной системы. Это закрытая, без потерь теплоносителя, система, в которую в качестве дополнительного источника теплоснабжения, введен теплообменник гелиосистемы. Отопительный котел подключается к системе отопления через бак накопитель и догревает теплоноситель до необходимой по санитарным нормам температуры.
  3. Контур горячего водоснабжения. Представляет собой открытую систему с накопительным бойлером, расположенным в верхней части бака-накопителя. Обогрев воды производится от нагретого отопительным котлом и гелиосистемой теплоносителя через стенку бойлера.

Монтаж гелиосистем может производиться на крышах,

стенах зданий

или на уровне земли.

При монтаже на существующих строительных конструкциях необходимо уделять особое внимание нагрузкам на стены и перекрытия, которые увеличатся после монтажа и заполнения гелиосистемы. При необходимости чердачные перекрытия усиливаются дополнительными конструкциями, под расположенные на стене солнечные коллекторы подводят дополнительные опоры. Сопутствующее оборудование гелиосистем располагают, как правило, в помещении, где установлен отопительный котел.

Монтаж непосредственно коллектора необходимо производить так, чтобы он максимально облучался солнечным светом в течение дня в любое время года. Коллектор монтируется в местах, на которые не падает тень от окружающих предметов, ориентируясь по линии «запад-восток». Угол наклона коллектора к горизонтали составляет, как правило, 50-60 градусов.

Рекомендуемый угол наклона солнечного коллектора для монтажа.

Более точное значение угла наклона рассчитывают исходя из данных о наибольшей и наименьшей высоте Солнца над горизонтом в течение года в конкретной местности. Установка производится с расчетом, что угол падения солнечных лучей на коллектор будет максимально приближен к 90 градусам.

Теплоносители для гелиосистем

Основным теплоносителем для систем теплоснабжения является вода. Однако ее применение в гелиосистемах ограничено температурой кристаллизации, составляющей 0оС, а значит применение воды в роли теплоносителя ограничивается климатическими зонами, где не бывает отрицательных температур.

Кроме того, содержащиеся в воде соли засоряют поверхности нагрева накипью, а коррозионный агент – кислород – повреждает металлические части систем теплоснабжения и способствует разложению теплоносителя на составляющие элементы.

Поэтому для гелиосистем был разработан вид теплоносителя, лишенный вышеперечисленных недостатков.

Основой такого теплоносителя является пропиленгликоль, смешанный с водой, прошедшей водоподготовку в виде деминерализации.

Кроме того, для уменьшения коррозирующего и разлагающего воздействия кислорода, в теплоноситель добавляют антиокислительные присадки, образование пузырьков газа в жидкости уменьшается добавлением пеногасителей, а стабилизаторы, добавленные в теплоноситель, помогают сохранять раствор химически однородным.

Как правило, теплоносители для гелиосистем продаются уже в готовом виде. Концентрация пропиленгликогеля в них составляет от 40% и выше, что соответствует температуре кристаллизации от -30оС и ниже.

Показатель кислотно-щелочного баланса (рН) для готового теплоносителя поддерживается в щелочной зоне (≥ 7,0) для уменьшения коррозирующего действия.

При эксплуатации теплоносителей гелиосистем не следует смешивать теплоносители от разных производителей, так как разные как по количественным, так и по качественным свойствам составы могут вступить в химическую реакцию, приведя гелиосистему в негодность.

Солнечная энергетика в условиях современного энергетического и экономического кризиса является одним из перспективнейших направлений технологий, направленных на сохранение невосполнимых ресурсов нашей планеты.

Источник: http://buildip.ru/solnechnyj-kollektor-dlya-otopleniya-doma.html

Понравилась статья? Поделиться с друзьями:
Инженерные системы