Самые экономичные газовые котлы отопления для частного дома

Солнечные коллекторы для отопления дома

Побеседуем про солнечные коллекторы для отапливания дома

лучей солнца

Каждый хозяин приватного дома сталкивался со сложностью выбора системы обогрева. Особенно такой вопрос важен для удалённых от мегаполисов зон. Экономное теплоснабжение теплиц, помещений бытового назначения также часто вызывает много раздумий. Печи с котлами нагревания, электрические батареи, камины дровяные – популярные, однако не наиболее выгодные под итоговый расчет варианты. Носители энергии (дерево, уголь, газ, электричество) обходятся дорого. При этом расход ресурсов, тем более для помещений площадей большого размера, выделяется немалым показателем.

В ответ на существующий интерес технический прогресс продвинулся до создания энергетических коллекторов, действующих за счёт поглощения солнца. Открытие считается очень молодым, однако уже широко применяется для нагревания воды, масс воздуха изнутри различных тепловых носителей. Особенно широко для отапливания подобный комплект включается в «эко» дома.

Солнечные коллекторы – технологические системы, поэтапно набирающие востребовательность. Методика относится к очень дорогим, однако при этом рекомендует качественный альтернативный способ получения энергии. Определенные фирмы могут сделать коллектор или их набор под заказ соответственно с необходимыми размерами, мощностью. Большинство рекомендуют многофункциональные экземпляры.

Применение для отапливания дома

лучей солнца

Любой солнечный коллектор считается климатической техникой с возобновляемым ресурсом энергии. Тепловым источником для такого случая выступает сама природа. Подобным образом, затраты нужны исключительно на оборудование. Продуктивный расчет демонстрирует внушительное снижение общих расходов на домашнее отопление.

Коллекторы каждым собственным метром квадратным экономят примерно 800 кВт в течении года. Это покроет почти что половину необходимости стандартного приватного дома в тепле. Во время зимы солнечный набор способен нагреть до 30-40% жилищных помещений. Автоматические экземпляры улавливают и перерабатывают на теплоснабжение до 75% естественного света.

Солнечные коллекторы работают по аналогичному принципу, что и домашние водогрееи – энергия действует на тепловой компонент, повышая водную температуру, воздуха или антифриза в полостях радиаторов. Руководящим элементом выступает сам корпус коллектора – плоская пластина площадью пару квадратных метров.

Погодная нестабильность породила идею сочетания солнечных энергий и электричества у конкретных приборов подобного класса. При невысокой освещенности и прохладной погоде площадь устройства только впитует доступное тепло, нагревая набор. Последующее нагревание системы приватного теплоснабжения ведется уже при участии электричества. Похожий подход позволяет выжать из установки максимум, хотя расчет расходов остается скромным. Методика стала называться «циркуляции принудительного типа». В основном, она свойственна широкомасштабным коллекторам.

Созависимое функционирование в умеренных поясах планеты применяются чаще независимого. Однако в условиях преобладания годового энергичного солнечного света возможно применять только природную энергию. Для этого потребуется только рациональный расчет с правильной тепловой изоляцией постройки.

Способ включения коллектора в отопительный набор приватного дома зависит от подобранного типа циркуляции. При природной форме бачок собирания ставится выше ключевой пластины, верхний вывод подсоединяется ко входу горячего содержимого, а нижний – в обратном направлении. Подобный вариант более дешев, но рискован возникновением воздушных пробок.

Применение добавочных насосов для принудительной работы предполагает иной процесс установки. На бачок, выход и обратный ход подобных коллекторов в первую очередь устанавливаются датчики температуры. Показания автоматики дают последующие команды контроллеру и управляют движениями насоса. При этом способе нередкими вспомогательными энергетическими источниками выступают котлы газовые и твердотопливные  котлы.

Для двух вариантов главное установить коллектор поэтому, чтобы уровень наклона позволял воспринимать максимум прямого солнца за день. В другом случае система не станет работать как следует, тем более при ненастной погоде.

Видео на данную тему, рассказ о готовом примере использования

Рабочую эффективность

Даже в условиях облачности до поверхности земли доходит больше половины излучения. Также, их работа полностью безвредна для человека и внешней среды. Любой гелио набор прост в эксплуатации, смотрится красиво, облагораживает облик внешности приватного дома. К хорошим качествам устройств также можно отнести:

  • автономность горячего водообеспечения во время зимы, летом, при перебоях и работах которые связаны с ремонтом;
  • служебный срок до тридцати лет, окупаемость с выгодой от расходов на теплоснабжение через 3-5 лет;
  • отсутствие тарификации, аннуитетный расчет независим от увеличения расценок на электричество;
  • возможность одновременного применения для обогревания бассейнов, теплиц, хозяйственных помещений;
  • нетяжелая интеграция в существующий набор теплоснабжения;
  • отсутствие грязи, отходов;
  • снижение суммарной нагрузки на электро- и систему теплопроводов дома;
  • оптимизация под свои нужды.

Негативные факторы применения солнечных коллекторов не очень многочисленны:

  • большая цена первой покупки и установки. В зависимости от изготовителя, масштабности и комплектации вся гелиосистема обойдется до 10 тысяч долларов. Даже модели намного проще обходятся в серьезную сумму, которую прийдется заплатить единовременно;
  • на рабочую эффективность коллекторов могут влиять не только условия климата, но и ландшафтные особенности, конфигурация крыши, стереотипная длина светового дня и другие факторы. От таких показателей зависит период окупаемости.

Пассивная циркуляция изнутри солнечного коллектора обусловит меньшую производную результативность. При принудительном управлении вода и энергия тратятся намного продуктивно. Другой вариант просит усложненного обслуживания, но лучше подходит для условия средней полосы проживания. Для южных регионов введение в обиход гелиосистемы нередко уменьшает расчет за электрическую энергию в два раза.

КПД солнечного коллектора может достигать 95%. Края с жёстким климатом показывают показатель пониже, но еще оправдуют применение. Чтобы сделать расчет годовой эффективности коллектора, требуется перемножить величину инсоляции в регионе за год (есть специализированные таблицы), площадь поглощения системы и его КПД. Расчет дневной выгоды ведется точно также, но с учетом соответственного (дневного) показателя инсоляции.

лучей солнца

Рассказ о коллекторе во время зимы

Типы солнечных коллекторов

Конструкция солнечного коллектора может подходить одному из классов, описанных ниже.

Плоский светопоглощающий

солнечного коллектора

Собой представляет темный металлический ящик с медными трубками изнутри. Снизу ограниченный слоем тепловой изоляции. Сверху закрыт сталинитом и пропилен-гликолем, выполняющим работу поглотителя лучей солнца. Практичен не зависимо от времени года, востребован ввиду доступной себестоимости.

коллектор

Вакуумные коллекторы состоят из бесчетных медных трубок. Детали положены идеальными рядами. Каждая трубка с поглощающим и отражающим веществами расположена изнутри еще одной колбы из стекла подобной формы, но большего размера. Между стенками емкостей образуется вакуум, выступающий утеплителем и проводником. Основным положительным качеством класса считается большая принимающая площадь, а это означает, большой коэффициэнт полезного действия.

отопление

Построен на принципе «парникового эффекта». Лучи проникают на поглощающее покрытие и полностью впитуются им. Заряженный приемник греет массы воздуха изнутри себя. Горячий воздух заполняет помещения, поступая в дом при помощи естественной конвекции или вентилятора.

Все классы подходят для отапливания частных строений в равном соответствии. Определенный вид выбирают исходя из своих нужд, кредитоспособности, площади крыши (или другой поверхности) для установки.

Показатели выбора

Подбирая устройство по собственным нуждам, необходимо смотреть на некоторые нюансы:

  • Плоские разновидности крепче других, однако, не выгодны при проведении ремонта. Неполадка выводит из строя всю систему адсорбции, что повышает траты. Экземпляры данного класса способны подогревать воду на 20-40 градусов выше температуры воздуха.
  • Вакуумные виды коллекторов восприимчивы к внешним действиям, быстрее поддаются повреждениям из-за хрупких пустотелых трубок. Между тем, ремонт может быть выполнен в виде замены определенной колбы. Во время зимы эффектнее плоского типа, потому как нагревает тепловой носитель в намного большом диапазоне и длительнее поддерживает температуру.
  • Воздушные виды просты по конструкции, нечасто просят ремонтных вмешательств. Стойко держат довольно невысокие температуры, работают намного дольше других. В общем, они слабее прогревают помещения.
  • Переустройство энергии солнца на тепло изнутри вакуумного коллектора прямо пропорционально размеру трубок. Короткая трубка очень маленького диаметра снизит расчет выработки нагрева. Вакуумные коллекторы идеальны если есть наличие нескольких колб длиной до 2 метров и шириной около 6 см. Изнутри должна быть U-образная или прямая вставка для хорошего термогенеза.
  • Мощность гелиотехники меряется в кВт и считается номинальной. Т.е. показатель говорит о количестве тепла, какое будет выполняться за период нахождения светлого солнечного света на уровне зенита. Для раннего утра и вечера подобный расчет не важен. Ночью в режиме поддержания применяется накопленная днем энергия. Из-за этой причины стоить учесть мощность сопрягаемой с коллектором системы и проверять возможность продолжительного теплосбережения. Устройства с невысоким сбережением температур не подходят для морозного периода года. Особенно этот момент важен для моделей с водным проводником.
  • Перед покупкой коллектора требуется составить проект полной системы обогрева и крепления к крыше. В большинстве случаев будет оправданно применение добавочных каркасов. Обмеры, расчет желательно делать при участии профессионала этой области жизнедеятельности.
  • Выбор вертикального размещения коллектора освободит от трудностей с зачисткой снега, но может уменьшить КПД. Во всяком случае, необходимо учесть под установкой место для схода осадков во время зимы.
  • Самым лучшим будет расположение системы «лицом» на юг или с отклонением от нее не больше 30 градусов. Для работы 12 месяцев в течении года лучше всего взять угол установки равный широте местности.

Вопрос правильного подбора светится в видео

Мнения по поводу применения солнечных коллекторов в работе расходятся. Хорошие отзывы опираются на экологичною чистоту способа и рентабельность применения подобного теплоснабжения как добавочного источника горячей воды. Подавляющее количество возможных клиентов думает в способности подобной техники справиться с обогревом настоящего дома.

Нередко отзывы содержат споры о полезности использования гелиосистем где нибудь помимо южных территорий. Большинство считают коллекторы в средней полосе дорогой игрушкой с непредсказуемой окупаемостью. Большинство видит выгоду только для обогревания теплиц, бассейнов, маленьких домов и очень маленьких помещений на летние периоды.

Рассказ клиента коллектором о первом дне применения

В общем, интерес к альтернативным способам получения энергии тепла вырисовывается достаточно активно. Массы людей, изучающих вопрос глубоко, растут каждый день.

Обзор моделей

лучей солнца

Вакуумный коллектор солнечного класса с 12 трубками диаметра 5,8 см, длиной 1,8 м. КПД поглощения равён не меньше 92%. Площадь для работы 1,5 кв.м. Давление при испытании – 1 МПа. Подойдет для отопительных кондиционеров. Допускается методичное группировка нескольких штук для наращивания продуктивности.

Цена – 27 тыс. руб.

лучей солнца

Плоский коллектор с энергичной площадью 2,1 кв.м. Адсорбция лучей превосходит 94%. Максимальное давление во время работы – 1 МПа. Диапазон рабочей температуры – от 33 до 135 градусов по Цельсию. Просит добавочного приобретения монтажной рамы.

Цена – 28 тыс.руб.

Сокол-Эффект-А

солнечных коллекторов

Недорогой солнечный коллектор плоского типа. Русское производство. Предназначается для круглогодичного пользования. Поглощающая панель – 2,06 кв.м. Профиль сделан из алюминия. Прекрасным образом не прекращает работу с теплоснабжением на воде или антифриза. Поглощает до 95% света. Потери тепла – не больше 5%. Средняя продуктивность – 125 л воды (от 15 градусов) до 50 градусов.

Цена – 17 тыс. руб.

Набор солнечных коллекторов Galmet Premium 2хKSG 21

Состоит из 2-ух плоских гелиосистем, инсталляционных креплений, расширительного бачка на 24 л, водогрея. Тепловой носитель – жидкости. Подойдет для крыш с наклонной поверхностью из черепицы, рулонного кровельного материала. Хороший вариант для дач, пригородных домов скромной площади. Стекло призматическое антибликовое. Показатель поглощения – от 95%. Площадь одного листа – 2,1 кв.м. самая большая мощность – 1,5 кВт. Не прекращает работу круглый год.

Стоимость комплекта – 117 тыс. руб.

SOLARVENTI SV3

лучей солнца

Воздушный коллектор. Греет помещения без питания от электрической сети, спасает от затхлости, делает лучше качество воздуха в домах. Подходит для складских помещений, гаражей, технических и жилых помещений до 25 кв.м. Полный обмен воздуха площади происходит за 2 часа. КПД – 57%, продуктивность за год – 200кВт/ч. Диапазон нагрева – 15 градусов. Толщина панели – 10 мм. Вес не более шести килограмм дает возможность крепить вертикально даже к поверхности стены. Размеры 53 на 70 на 5,5 см.

Цена – 39 тыс. руб.

Об полном переходе на аналогичные установки говорить рано. При этом разумные аргументы в сторону применения подобного способа теплогенерации, несомненно, присутствуют.

В условиях истощения ресурсов природы коллекторы солнца становятся все важнее. Методика еще идет по пути формирования, совершенствования, распространения в массы.

Производство гелиосистем увеличивает обороты. Кол-во моделей на разнообразные необходимости становится больше. Даже при обширных сомнениях народа в таком отоплении, ниша растет и занимает все более стойкие позиции.

экологически Чистые источники энергии спасут мир! Выбираем солнечный коллектор для отапливания дома

Солнечный коллектор – техническое сооружение, преобразующее энергию лучей солнца в тепловую.

Гелиосистемы, основу которых составляют данные устройства, очень часто можно повстречать сегодня в коттеджах.

Тепловым источником во время установки подобной системы в жилище не прекращает работу природа, а это значит, что расходы на теплоэнергию для уютной жизни, в определенных условиях, почти что равны нулю.

Специфики солнечного коллектора как прибора для отапливания дома

Солнечный коллектор — данное устройство, работающее за счёт поглощения излучения солнца и передачи его энергии при помощи жидкости-теплоносителя.

Конструкция гелиосистемы состоит из таких элементов:

  • Солнечный абсорбер(панель).
  • Резервуар-накопитель.
  • Узлы подачи и водного слива.
  • Регуляторы и датчики.

Рабочий принцип состоит в улавливании лучей солнца панелью и переустройство их в теплоэнергию. Энергия которая накопилась действует на жидкость-теплоноситель (воду или антифриз). Тепловой носитель поступает к резервуару с водой и отдаёт энергию. Пуск системы выполняется специализированным регулятором.

Проходя по контуру теплопередачи — системе труб, нагретая жидкость отдаёт тепло в воздух. И благодаря этому нагревает помещение. В резервуаре-накопителе из-за подаваемого тепла происходит запас горячей воды впрок. За счёт теплоизоляционной системы нагретая солнцем вода хранится до того момента, когда её потребуется задействовать.

Для поддерживания необходимой температуры воды в резервуаре система снабжается специализированными датчиками и насосами для циркуляции принудительного типа. В намного обычных вариациях циркуляция происходит за счёт естественного самотёка.

Современные гелиосистемы сейчас применяются как ключевые и дополнительные компоненты оборудования для отопления. В качестве основного источника тепла гелиосистема может применяться исключительно на юге, где солнечного света достаточно целый год.

Установка в доме солнечного коллектора позволяет извлечь следующую выгоду:

  • Приобретение энергетической независимости.
  • Уменьшение расходов на закупку газа и электричества для отапливания и горячего водообеспечения.
  • Доступность.
  • Долговечность. Служебный срок одного коллектора не меньше 20-25 лет.
  • Отсутствие грязи и отходов.
  • Уменьшение нагрузки на электрическую сеть дома.

У гелиосистем есть и определенные минусы:

  • Большая цена оборудования. Срок окупаемости системы равён ориентировочно 7-10 годам.
  • Зависимость от условий климата. В определенных регионах энергия солнца поступает не постоянно, благодаря этому система не сумеет работать в необходимом режиме. На севере КПД солнечного коллектора очень низкий, и расходы на установку не окупятся.

Виды устройств для обогревания: рабочие принципы и правила установки

В зависимости от типа абсорбера — фотоэлектрической батареи, коллекторы распределяются на 3 вида.

Плоский светопоглощающий

Панель данной модели собой представляет плоский металлический ящик с чёрной поверхностью и теплоизоляцией снизу. Поверхность покрыта закалённым стеклом и пропиленгликолем. Он поглощает солнечные лучи.

Преимуществом данного вида коллекторов считается его низкая цена. Минусом — тяжелая потеря тепла и невысокий КПД. Плоский прибор может поломаться при понижении температуры окружающей среды до минус 25 градусов. Результативность его работы зависит от угла падения лучей солнца.

Фото 1. Важные части (указаны стрелками) конструкции плоского светопоглощающего солнечного коллектора.

Правила установки

Панель плоского коллектора можно ставить на крыше под самым разным углом, а потом менять его, в зависимости от погоды, для увеличения площади поглощения лучей солнца. Для оснащения благоприятного КПД летом панель устанавливают под угол 55 градусов, во время зимы — 35 градусов.

Главное! При установке необходимо принимать во внимание, что на панель не должна падать тень от инородних предметов выше 20 градусов от нижней кромки. Во время установки нескольких пластин требования по тени также необходимо принимать во внимание.

Панель крепят на держателях или на дополнительно установленных профилях. Один из видов установки — наравне со кровельным скатом. В данном случае панели крепят на обрешётку крыши. Стыки между ними и материалом для кровли замазывают при помощи герметика. Этот типа установки возможен исключительно на скатных крышах с углом не меньше 30 градусов.

Процесс установки трубок коллектора учитывает отверстия в крыше. Места нарушение кровли нужно заделывать герметиком. Магистрали из труб установить можно на вертикальной поверхности стены, тогда высверливать отверстия в крыше не нужно.

Буферная ёмкость и бачок косвенного нагрева устанавливают очень часто рядом с простым водогреем. Все части системы коллектора между собой соединяются магистральным трубопроводом с крепёжным соединением в виде резьбы.

Устройство с КПД до 85%. Способен работать в самом разном климате если есть наличие лучей солнца. Состоит из набора трубок, собой представляет двойные колбы, которые абсорбируют тепло. Во внутренней колбе находится поглотитель из металла и трубка с жидкостью.

Фото 2. Вакуумный солнечный коллектор, Поставленный на крыше дома. Устройство складывается из большого количества трубок.

Между 2-мя колбами расположено свободное место, в котором образуется вакуум. За счёт вакуума выполняется тепловая изоляция внутренней колбы. Есть 2 вида вакуумных коллекторов:

  1. Прямоточный — где тепловой носитель течёт конкретно в трубки абсорбера.
  2. С тепловой трубкой — образовывает испарения, которые передают тепло через тепловой носитель.

Главный минус подобного коллектора — большая цена и необходимость процесса установки электронасоса для циркуляции принудительного типа.

Монтажные правила

Соблюдение советов по установке вакуумного коллектора — залог его правильной и хорошей работы. Нельзя применять для данного вида гелиосистемы цинковые или полимерные магистрали из труб. Это связано с тем, что в жару вода изнутри коллектора может нагреться до 300 градусов. для установки вакуумного коллектора применяются исключительно медные или трубки из стали. При установке необходимо держаться следующих советов:

  • Наклонный угол панели коллектора во время установки на крыше должен подходить географической широте местности.
  • На открытых пространствах коллектор устанавливают рядом с объектом, потребляющим его тепло.
  • Угол падения солнечного света для нормальной работы должен составлять 90 градусов.
  • Необходимо полностью исключить возможность затенения.

Достигнуть правильного наклона панели вакуумного коллектора на протяжении круглого года тяжело. Благодаря этому рекомендуется установка мобильных конструкций, когда угол разрешается менять по надобности.

На севере вакуумные коллекторы устанавливают почти что вертикально, чтобы задействовать во время зимы свет, отражённый от снега.

В данном случае подходящий вариант — крепление коллектора на поверхность стены дома. Невысокое крепление позволяет уменьшить расстояние между панелью и баком-накопителем, что помогает уменьшению потерь тепла.

Справка. Добавочный электрический и газовый разогрев ставится после полного процесса установки вакуумного коллектора. При этом следует убрать параллельное подключение. Дополнительные тепловые источники должны работать в независимом режиме, на случай минуса подогрева с помощью лучей солнца.

Не прекращает работу за счёт циркуляции воздуха который нагрелся, который перемешается по системе при помощи вентилятора или настоящим путём. При естественном теплообмене горячий воздух отдав тепло опускается вниз, а нагретый встанет вверх. Это самая примитивная конструкция, но её мощности не хватает для обогревания дома когда на улице холодно. Подобные конструкции можно применять для согревания маленьких строений за городом в межсезонье.

Воздушный коллектор состоит из таких деталей:

  • Герметичный корпус для локации в нём действующих элементов.
  • Поглотитель энергии солнца — серебряная панель изнутри корпуса.
  • Наружная изоляция — закалённое стекло с целью защиты поглотителя.
  • Материал теплоизоляции.

Преимущество воздушного солнечного коллектора состоит в простоте конструкции и отсутствии риска замерзания жидкости и образования течей. Воздушный коллектор. Помимо обогревания дома, как правило выполняет функцию снижения влаги в помещении. Минус — очень невысокий КПД.

Фото 3. Воздушные солнечные коллекторы, находящиеся на стене дома. Подобный вариант локации очень эффективен.

Монтажные правила

Устанавливают воздушный коллектор только с южной стороны дома. Отклонения в сторону востока или запада не должны быть больше 40 градусов. Наклонный угол — 35-45 градусов. Вертикальный процесс установки воздушного коллектора на поверхность стены дома наиболее Выгоден, так как повышает его КПД.

Со стороны размещения панели в стене выполняют два отверстия, одно над иным, для воздухозабора и его выхода наружу. В нижнем отверстии крепят вентилятор, он будет вытягивать воздух из помещения. Через отверстие сверху в дом будет поступать воздух который нагрелся.

Внимание! Длина труб-воздуховодов не должна быть больше 5 метров. Если планируется перевозка тёплого воздуха на длинные расстояния, нужно установка добавочного вентилятора. Конвективная циркуляция воздуха в данном случае будет невозможна.

Коллектор прикрепляют на стенку с помощью дюбелей и присоединяется к трубам воздушных каналов. На выходе из воздухоотвода устанавливают клапан обратный, который станет мешать проходу воздуха при неработающем вентиляторе ночью или в плохую погоду.

Нужное видео

Взгляните видео, в котором говорится про специфики теплоснабжения и водонагрева с помощью солнечных коллекторов в зимнее время.

Оцени выгоду перед монтажем

Полное обеспечение горячей водой и теплоснабжением при помощи солнечного коллектора можно исключительно в южных регионах. В северных широтах конструкции могут применяться только как добавление к главному отоплению, и это стоить учесть, приобретая оборудование. Во множестве регионов России, с их снежными зимами и минусом солнечного света гелиосистемы возможно применять исключительно в период весна-лето для подогрева воды. Для отапливания это почти что бесполезная вещь.

Как установить солнечные коллекторы для отапливания – от выбора до процесса установки гелиосистемы

Многие хозяева недвижимого имущества думают про то, как можно сэкономить, потому как постоянно увеличиваются цены на горячее водообеспечение и теплоснабжение. Добавочное применение солнечные энергии дает возможность уменьшать затраты, а порой и свести их практически до нуля. Солнечные отопительные коллекторы являются источником чистой в экологическом плане энергии.

Что такое солнечные коллекторы

Эти приборы также называют гелиосистемами. Они предназначены для аккумулирования солнечные энергии, применяемой для подогрева воды. Использование солнечных коллекторов дает возможность получения добавочного обогревания. В результате их владельцы имеют горячее водообеспечение и отопление.

Солнечные коллекторы для отапливания являются несложными установками, которые чтобы нагреть воду задействуют заметный свет, и ИК излучение от небесного светила. Принцип их функционирования построен на поглощении энергии тепла поверхностью, имеющей невысокую способность к отражению.

Выделяются коллекторы от фотоэлектрических фотоэлектрических панелей более большой эффективностью. А дело все в том, что фотоэлектрические детали способны изменить в электричество всего 15% солнечные энергии, а коллекторы утилизируют около 80%.

Основной сложностью, которая мешает их применению в качестве основного источника энергии тепла для жилья, считается переменчивая мощность этих устройств, что поясняется:

  1. Суточными изменением степени освещенности, ведь ночью выработка энергии тепла уменьшается до нулевой метки. Плюс ко всему, для поддерживания плюсовой температуры жидкости, перемещающейся через коллектор, необходимы внеочередные затраты тепла.
  2. Разными условиями погоды. Если встречается плотная облачность, тепловая продуктивность устройств понижается.

В холодные месяцы, когда приходит отопительный период, погода по большей части пасмурная. Даже в ясные дни во время зимы солнечный коллектор формирует тепла меньше ориентировочно на четверть, что поясняется изменением угла падения солнца.

Разновидности устройств

В продаже встречаются два варианта установок, способных перерабатывать энергию солнца:

  1. Плоский прибор. Изготавливается в форме прямоугольного предмета, содержащего защитное прозрачное стекло и подложку, зачерненную для оснащения самой большой степени поглощения радиации солнца.
  2. Вакуумное устройство. Снаружи напоминает несколько колб, которые соединяет единый конденсатор.

Плоские приборы

Их хорошее решение более обычное, чем у вакуумных устройств, и в это же время они практически не эффективны. Вода нагревается, когда двигается через трубки, прикрепленные к теплопроводной подложке, являющейся медный или лист алюминия — абсорбер.

Снизу подложку теплоизолируют, а поверх ее оберегает пропускающий свет материал, пропускающий радиацию – поликарбонатный пластик или стекло закаленное с незначительным добавлением металла.

Самой большой эффективностью выделяется плоское устройство с медными трубками, которые припаяны к формованной подложке из меди. Коллектор, оснащенный трубками, сделанными из шитого полимерного этилена, поглощает меньше тепла, потому как они имеют довольно невысокую проводимость тепла.

Плоские устройства обладают следующими параметрами:

  1. Их рабочая среда нагревается максимум до 200 – 210 градусов.
  2. Поглощение энергии солнца составляет до 70%.
  3. Небольшое снижение эффективности теплоснабжения во время зимы у солнечного коллектора в снежную погоду. Пропускающий свет лист, служащий охраной для подложки с трубками, в процессе функционирования нагревается, благодаря чему снежный покров быстро тает.
  4. Имеют место потери тепла. Они появляются в результате контакта воздуха, нагретого в устройстве, с защитным стеклом, однако они не превышают 30%. По мере снижения температуры на улице у прибора начинается увеличение теплопотери. Он прекращает работать при -20 °С и ниже.
  5. Высокая парусность. Данное свойство может стать препятствием для установки плоского коллектора в регионах, где во время зимы дуют крепкие ветра.
  6. Их устанавливают под угол к горизонту таким образом, чтобы размещение обеспечивало им самую большую освещенность в течении светового дня.

Вакуумные устройства

Этот вид коллекторов имеет несколько трубок, которые называются термосами. В них есть внутренняя колба с нанесённым высокоселективным покрытием, способствующим самому большому поглощению тепла. При этом наружная колба полна прозрачная. Потому как между колбами есть вакуум, потери тепла в случае контакта с воздухом не превышают 5%.

Вода нагревается быстро, так как тепло подается соответственно с принципом тепловой трубки. Жидкость выветривается внизу колбы и дальше в виде пара двигается вверх в конденсатор. Там тепловой носитель идет назад в состояние для работы и в это же время отдает накопившуюся энергию тепла, после этого самостоятельно течет вниз.

Вакуумные приборы выделяются от плоских устройств:

  1. Температура жидкости может достигать 300 градусов.
  2. Большая степень эффективности поясняется самым большим поглощением (до 80%) энергии тепла адсорбирующим слоем, имеющимся на стенках внутри колб, и наличием вакуума между стенками, исключающим конвекционный перенос энергии.
  3. В снежную погоду во время зимы у вакуумных солнечных коллекторов для отапливания дома встречается падение эффективности. Это можно объяснить тем, что у данных устройств самые маленькие потери тепла и поверхность колб не нагревается.
  4. Их устанавливают под угол к горизонту, который равён не меньше 15-20 градусов. Если выполнить Наклон меньше, колбы не будут исполнять роль тепловых трубок из-за причины того, что конденсирующая жидкость прекратит самостоятельно передвигаться в их нижнюю часть.
  5. Самая маленькая парусность позволяет ставить их в регионах, где преобладают крепкие ветра.

Характеристики определенных моделей коллекторов

Данные устройства отлично известны на рынке нашей страны:

  1. ЯSOLAR (Российская Федерация). Абсорбер делается из меди. Поверхностную площадь поглощающей свет составляет два «квадрата» при габаритах 2065х1073х105 миллиметров. Внутренний объем равён 1,4 литра. Пустой коллектор весит 37 килограммов. Тепловая номинальная мощность — 1,5 кВт при условиях интенсивности освещения 900 Вт/кв. м. и температуре на улице 20 °С. Применяется антибликовое стекло толщиной 3,2 миллиметра, имеющее светопрозрачность 92%. Высота слоя теплоизоляции –60 миллиметров.
  2. СОКОЛ-ЭФФЕКТ-А. Материалом изготовления абсорбера считается алюминий. Размер поглощающей поверхности 2,06 «квадрата». Теплопроизводительность — 1,5 кВт при интенсивности освещения 900 Вт/кв.м. и температуре на улице 20 °С. Параметры прибора 1093 х 2008 х 76,7 миллиметра при внутреннем объеме, равном 1,4 литра. Масса пустого устройства – 32 килограмма. Применяется антибликовое стекло толщиной 3,2 миллиметра.
  3. KAIROS VT 15B. Прибор размером 1910 х 1840 миллиметров весит 51 килограмм и исчисляет 15 трубок, у которых наружный диаметр 70 миллиметров. Рабочее давление равно 6 атмосферам. Внутренний объем составляет 4,6 литра. Нагрев заканчивается при температуре 206 °С. Площадь поглощающей поверхности 1,5 «квадрата».

Изготовление устройств собственными руками

Можно облагородить горячее водообеспечение и теплоснабжение с помощью солнечных коллекторов, выполненных собственноручно. Их самая простая конструкция будет состоять из трубы из полиэтилена для водообеспечения, уложенной в форме спирали, которую помещают в раму из дерева и накрывают полиэтиленовой пленкой.

Но подобный рукодельный коллектор имеет недостатков:

  • маленькой КПД из-за причины того, что теплообменный аппарат не имеет контакта по всей территории подложки, благодаря чему много тепла тратится бесполезно;
  • энергозависимость;
  • неудовлетворительная безопасность от влияния ветра и повреждений механического плана.

Если есть желание собрать прибор, который будет служить длительное время и обеспечит домашнее отопление солнечными коллекторами во время зимы, воспользуйтесь пошаговой инструкцией:

  1. Каналы для нагретой жидкости сваривают с верхним и нижним коллектором. Чтобы это сделать лучше всего использовать профильную трубную продукцию, имеющую размер от 20 х 20 миллиметров – она за счёт плоской кромки может гарантировать тепловой контакт с подложкой абсорбера. К коллекторам приваривают отрезки трубы с резьбой 1/2-3/4 дюйма, предназначающиеся для вывода жидкости.
  2. К трубкам способом сварки закрепляют подложку из стального 3-миллиметрового листа стали. Зазор между прихватками не должен быть больше 20 сантиметров. Подобное расстояние дает возможность исключить прогиб листа и избежать нарушение контакта с трубками.
  3. Вокруг абсорбера строят раму из дерева. Между листом абсорбера и краями рамки оставляют зазоры, которые нужны для установки стекла и укладки утеплительного материала. Древесину необходимо заранее обработать антисептиком.
  4. В раме сверлят отверстия под отрезки трубы, выводящие тепловой носитель.
  5. Абсорбер утепляют минеральной ватой с обратной стороны. Потом материал для теплоизоляции зашивают досками, фанерными листами или ОСП.
  6. Дальше абсорбер красят черной кремнийорганической жароустойчивой краской, потому как простые красящие составы для применения снаружи в данных эксплуатационных условиях начинают шелушиться. Кромки рамы после чего проклеивают резиновым оконным уплотнением и накрывают простым 4-миллиметровым стеклом. Если застекление сформировывается из нескольких листов, тогда необходимо покрывать герметиком стыки с помощью герметика на основе силикона.
  7. Стекло прижимают к раме, применяя металлический или оцинкованный уголок, заблаговременно проклеив его фронтальную сторону уплотнением для окон.

Подключение коллектора к системе отопления

Тепло скапливается благодаря применению теплоаккумулятора или буферной емкости, являющейся большой утепленный бачок, насыщенный водой. В теплоснабжающей системе обустраивают 2 контура:

  • между солнечным коллектором и буферной емкостью;
  • между тепловым аккумулятором и отопительными приборами.

На протяжении дня тепло, получаемое гелиосистемой, используется для нагрева носителя тепла в буферной емкости, а ночью или в плохую погоду его задействуют для поддерживания режима температур в доме. Для систем с горячим водоснабжением задействуют косвеник.

Поэтапно вода в теплоаккумуляторе начинает остывать и вот тогда в батарее уменьшается температура. Поддерживать ее постоянный режим температур способен узел смешивания, в его состав входит трехходовой автоматический клапан для радиатора и добавочный циркулярный насос.

Экономность солнечных коллекторов для отапливания

До того, как выполнить окончательный выбор, нужно выяснить насколько рентабельным считается обогрев солнечными коллекторами. К примеру, отапливаемая площадь дома, находящегося на юге государства, составляет 155 кв. м. С учетом тёплого климата и хорошего утепления для обогревания достаточно будет мощности системы для отопления, равной 15 кВт, а это означает, суточное потребление энергии равно 15х24=360 кВт/ч.

В первую очередь, необходимо узнать площадь коллекторов. Известно, что метр квадратный поверхности Земли на этой широте получает около 5 кВт/ч тепла в день. В холодные месяцы инсоляция понижается до 4 кВт·ч/кв.м.

Если исходить из КПД коллектора с одного «квадрата» его площади можно получить в день максимум 4х0,8=3,2 кВт·ч энергии. Это значит, что площадь коллекторов не может быть меньше 360:3,2=112,5 кв. м.

Потому как цена одного источника энергии солнца очень большая, расчет солнечного коллектора для отапливания демонстрирует, что приобретение данного оборудования обойдется в большую сумму. Плюс ко всему, необходимо помнить, что приобретение теплоаккумулятора, узла смешивания и процесс установки разводки также стоит наличных средств.

Подобные теплосети энергозависимы, ведь оборудование насоса регулярно расходует электричество. Кроме этого, в сильные морозы ночью без добавочных водогрейных котлов, например как, электро- или котел на твердом топливе вряд ли можно обойтись. Они не дадут подмерзнуть тепловому носителю.

Период окупаемости гелиосистемы

Понять, как окупится очень и очень быстро очень дорогие солнечные коллекторы, поможет простой расчет. К примеру, это будет плоское устройство площадью 2 «квадрата» суточной работоспособностью 6,4 кВт·ч тепла.

Когда основным источником энергии тепла считается электрический бойлер, то выработанный им киловатт-час обойдется в 5 рублей (согласно ценам 2017 года), а это значит, что ежесуточно экономия на электропитании при работе плоского устройства будет составлять 6,4х5=32 рубля, а срок окупаемости при цене устройства 20 тысяч – 625 дней (20000:32=625).

Когда главный тепловой источник – агрегат работающий на газе, киловатт-час энергии будет стоить 0,7 рубля, а суточная экономия — 6,4х0,7 = 4,48 рубля. Период окупаемости становится больше до 4464 дней или 12 лет. Если взять во внимание, что усредненный эксплуатационный период коллектора составляет не более 15 лет, то делаем вывод, что в этом случае гелиосистема не оправдается никогда.

Подведение итогов

С учетом эффективности солнечных коллекторов становится ясно, что обогрев дома исключительно с их применением, будет стоить недешево если сравнивать с другими способами теплоснабжения жилья. Больше выгодным выйдет теплоснабжение с использованием кондиционеров инверторного типа, например как тепловые насосы, которые на каждый киловатт мощности способны перекачать в здание около 5 киловатт тепла.

Энергетическими источниками для них являются грунт, воздух на улице и вода из никогда не замерзающих прудов. Можно применить солнечный коллектор в качестве оборудования для отопления при отсутствии центрального газоснабжения.

Солнечные коллекторы два года в эксплуатации. Дом 160м2