Солнечные коллектор своими руками

Рекомендации ПК «АНДИ Групп» при выборе солнечной водонагревательной системы для горячего водоснабжения (ГВС) и отопления загородных домов, дач и коттеджей.

Производственная компания «АНДИ Групп» активно занимается внедрением и развитием энергосберегающих технологий на основе солнечных вакуумных коллекторов. Солнечные водонагревательные установки торговой марки «АНДИ Групп» успешно применяются как на бытовом, так и на промышленном уровне.

Солнечный коллектор для ГВС и отопления как выбрать?

Предлагаем ознакомиться с рекомендациями производственной компании «АНДИ Групп» по выбору солнечной водонагревательной системы для горячего водоснабжения (ГВС) и отопления загородных домов, дач и коттеджей.

Солнечные сплит-системы могут полностью обеспечить Вас горячим водоснабжением (ГВС), но не смогут полностью заменить традиционные источники тепла для отопления помещения. Они точно помогут Вам сэкономить ресурс существующего котла и потребляемого им энергоресурса, такого как: газ, жидкое или твёрдое топливо, электроэнергия (от 30 до 60% в год).

Выбор объёма солнечного водонагревателя для горячего водоснабжения.

Для обеспечения ГВС Вам необходимо учитывать, что, как правило, солнечные системы (из-за их инертности) устанавливаются из расчёта расхода горячей воды 100 литров на 1 человека (при средней норме 50-60 л/чел. в день для магистральных систем многоквартирных домов). Мощности стандартной 300 -литровой системы будет достаточно для нагрева 300 литров воды в диапазоне +35-70°С в течение светового дня (в зависимости от исходной температуры воды, времени года и погоды).

О возможности применения солнечной сплит-системы для отопления дома.

Для расчёта системы солнечных коллекторов, необходимых для поддержания отопления Вашего здания надо знать тепловые потери с кв. метра площади, площадь дома, объём теплоносителя, имеющегося у Вас в системе отопления. Как правило, системы, рассчитанные на применение для отопления, должны быть специально спроектированы под конкретный объект. Для прикидочного расчёта Вам может быть достаточно нижеприведённой информации:

Для отопления Вам может понадобиться в зависимости от степени утепления здания бойлер объёмом не менее 3-х кратного объёма теплоносителя, используемого в имеющейся у Вас системе отопления, при стандартных потолках высотой 2,5-2,8 м.. Т.е., если у Вас в системе отопления циркулирует 100 литров теплоносителя, то Вам будет необходима система с бойлером объёмом не менее 300 литров. Количество вакуумных трубок, от которых зависит непосредственно тепловая производительность системы, будет подбираться в зависимости от индивидуальных особенностей Вашего дома. При этом надо понимать, что увеличивать мощность стандартной системы более, чем в два раза не рекомендуется, т.к. это повлечёт за собой проблемы с утилизацией тепла в летний период (надо будет либо закрывать часть коллекторов либо сбрасывать тепло в бассейн и т.п. место).

Мы предлагаем в любом случае переходить на альтернативные источники энергии поэтапно. Это позволит не только избежать чрезмерных затрат на приобретение и монтаж оборудования, но и предоставит возможность проверить на собственном опыте эффективность этого решения.

В качестве пробного шага Вы можете сперва установить сплит-систему в стандартной комплектации (12 вакуумных трубок на 100 литров емкости бака), т.е., вполне вероятно, что для Вашей системы отопления и Вашего климата будет наиболее подходить система с 300 л. баком, в стандартной комплектации к которой идет два коллектора по 18 трубок каждая (всего 36 трубок).

Если в ходе эксплуатации выяснится, что этого недостаточно – можно будет добавить ещё один-два таких же коллектора вакуумных трубок, либо другой коллектор, но с общим количеством не более 72 трубок.

Ещё надо иметь в виду, что эффективность солнечных систем в декабре и январе будет очень мала (самые короткие дни, Солнце проходит низко над горизонтом). Т.е. рассчитывать на обеспечение одновременно ГВС и отопления за счёт этого источника в течение данного времени не приходится (если не подключать дополнительный источник тепла).

В стандартной комплектации сплит-система «Стандарт» (ГВС + отопление) включает в себя:

  • Накопительный двухконтурный стальной бак с двумя медными теплообменниками

Внутренний бак — нержавеющая сталь SUS 304-2B (1,2-2,0мм, в зависимости от объёма бака);
Наружный слой – гальванизированная окрашенная сталь (0,55мм);

  • Рабочую станцию, которая включает в себя:

контроллер SR868C8Q; циркуляционный насос; расходомер; группу безопасности с манометром, предохранительным клапаном и арматурой для присоединения расширительного бака, заправки и промывки замкнутого теплового контура солнечного коллектора (коллекторов) и накопительного бака; крепление на стену, теплоизоляционную оболочку, расширительный бачок (объём расширительного бака – в зависимости от объёма сплит-системы);

  • Солнечный коллектор SCH состоящий из:

алюминиевой рамы, вакуумных трубок (с трехслойным высокоселективным эффективным покрытием) с медными тепловыми трубками (диаметр конденсатора 14 мм).
Дополнительно Вам понадобится:

  • специальный теплоноситель для солнечных коллекторов, работоспособный в температурных интервалах от минус 60 до плюс 270 градусов Цельсия;
  • труба, соединяющая коллектора с баком;
  • утеплитель на эти трубы (для прокладки по улице, для прокладки по помещению)

Необходимый объём теплоносителя, длина и диаметр медных или нержавеющих труб, количество утеплителя, способного выдерживать температуру до 200 градусов Цельсия – определяются в зависимости от протяжённости магистралей от коллекторов до бойлера (бака-накопителя).

ВАЖНО! Необходимо понимать, что солнечная сплит-система системы «Стандарт», имеющая в своём составе только один накопительный бак (бойлер), даже с несколькими теплообменниками, не сможет одновременно обеспечивать Вас ГВС и отоплением.

Для одновременного решения нескольких задач (обеспечение ГВС, поддержка системы отопления, системы тёплого пола) могут применяться более сложные системы «ЭЛИТ», предлагаемые нашей компанией и укомплектованные бойлерами различных модификаций, произведёнными в Италии под торговой маркой «АНДИ Групп». Это могут быть бойлеры моделей «Sigma» и «Inox Tank» (системы бак в баке) либо бойлеры моделей «Omicron» и целого ряда других, имеющих поистине уникальные возможности за счёт применения инновационных технологий по разделению и направлению водных потоков внутри бака.

Во время Вашего обращения наши специалисты могут проконсультировать Вас по выбору необходимого именно Вам комплекта оборудования, чтобы с учётом Ваших пожеланий и финансовых возможностей максимально эффективно решить поставленные Вами задачи. Мы рады будем видеть Вас в числе наших довольных клиентов.

Мы не торгуем качеством. Мы поставляем качественное оборудование! Главная рекомендация от Производственной компании «АНДИ Групп» помните, что Удовольствие от хорошего качества длится дольше, чем радость от низкой цены!

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.

Заинтересовались?

Для получения подробной информации обратитесь к нам удобным для Вас способом:

solar@andi-grupp.ru +7(495)748-11-76

Основные типы солнечных коллекторов

После того как цели использования определены можно приступать к подбору типа солнечного коллектора. Уверен, что многие из вас слышали об извечном споре – вакуумный или плоский солнечный коллектор. На самом деле явного победителя в этом споре нет. Всё зависит от целей применения солнечной системы, что для каждого конкретного случая более подходящим может быть тот или иной вариант. Кроме того, мы пойдем дальше и расширим спектр выбора.

Как известно, существует несколько основных типов вакуумных солнечных коллекторов, которые так же значительно отличаются между собой, поэтому будет более корректно рассматривать каждый тип отдельно.

Для сравнения были выбраны четыре основных типа вакуумных трубчатых коллекторов и один плоский высокоэффективный:

  • Вакуумный трубчатый коллектор с перьевым абсорбером и прямоточным тепловым каналом
  • Вакуумный трубчатый солнечный коллектор с перьевым абсорбером с тепловой трубкой “heat pipe”
  • U-образный прямоточный вакуумный коллектор с коаксиальной колбой и отражателем
  • Вакуумный трубчатый солнечный коллектор с коаксиальной колбой и тепловой трубкой “heat pipe”
  • Плоский высокоэффективный солнечный коллектор

Большинство аргументов за или против того или иного типа коллектора сводятся к весьма абстрактным показателям, таким как: «лучшее восприятия солнечных лучей», «отсутствие теплопотерь», и т.д. Но поскольку у каждого солнечного коллектора есть абсолютно конкретные параметры эффективности, следует доверять именно этим данным для расчета производительности солнечного коллектора в каждом выбранном случае.

Подробнее об этих параметрах и принципе расчета: эффективность солнечного коллектора.

На графике показана зависимость коэффициента полезного действия от разницы температуры между окружающим воздухом и теплоносителем в солнечном коллекторе при условии солнечного излучения равного 1000 Вт/м². Для анализа воспользуемся средними параметрами для каждого выбранного типа солнечного коллектора указанными на изображении.

Первая зона с минимальной разницей температуры характерна для режима работы солнечного коллектора для нагрева воды в бассейне. Режим работы гелиосистемы во второй зоне является оптимальным для горячего водоснабжения в круглогодичном режиме. Третья зона соответствует режиму работы солнечных коллекторов для нужд отопления, поскольку температура окружающего воздуха в отопительный период самая низкая. Четвертая зона используется для получения высоких температур используемых в технологических нуждах. В бытовом секторе такой температурный режим работы встречается крайне редко.

Из графика мы видим, что чем меньше ∆t (фактически это означает — чем ниже температура подачи теплоносителя) тем выше КПД солнечного коллектора. Именно поэтому для гелиосистемы оптимальным является применение низкотемпературных систем отопления таких как «теплые полы».

Плоский коллектор и вакуумные трубчатые коллекторы с плоским перьевым абсорбером имеют более высокую производительность при работе на нагрев бассейна и ГВС за счет оптических свойств, способствующих лучшему поглощению солнечного света. В свою очередь вакуумный солнечный коллектор с коаксиальной колбой лучше работает в отопительный период благодаря лучшей теплоизоляции.

Производительность солнечных коллекторов

Следующая диаграмма позволяет оценить среднюю производительность коллекторов за год и за отопительный период (нижняя часть столбца).

Данные о количестве выработанной энергии получены при помощи расчета, в программе позволяющей смоделировать работу солнечной системы за год. В расчетах используются усредненные данные по солнечному излучению и погоде для города Днепропетровска. Расчеты приведены к 1 м² апертурной площади каждого типа коллектора.

Диаграмма позволяет оценить максимальную эффективность при непрерывной работе солнечной системы во время всего года. На практике такие условия практически невозможны и не всегда отображают реальную картину производительности солнечного коллектора.

Для расчета реальной производительности воспользуемся примером. Смоделируем предполагаемый случай применения гелиосистемы для нужд горячего водоснабжения в круглогодичном режиме и поддержки системы отопления теплыми полами со следующими параметрами:

  • площадь отопления – 200 м²;
  • теплопотери – современная постройка с высоким уровнем теплоизоляции 50 Вт/м² площади;
  • место расположения – Киев;
  • ГВС – 200 л в сутки;
  • апертурная площадь коллекторов – 30 м² ;

На графике видно, что при используя солнечный коллектор для отопления более важным является низкие тепловые потери. При этом хорошие оптические характеристики дают прирост выработки тепла в межсезонье, когда средняя температура воздуха выше, но всё еще необходимо отопление.

В итоге получаем реальную производительность гелиосистемы за год.

Стоимость солнечного коллектора и полученного тепла

Стоимость солнечных коллекторов может значительно варьироваться и зависит от множества факторов: качество сборки, материал абсорбера и корпуса, толщина и способ укладки изоляции, толщина стекла и т.д. Чтобы оценить стоимость полученной тепловой энергии от солнечных коллекторов зададимся средней стоимостью одного метра квадратного каждого типа солнечного коллектора. Так же взяв за основу срок эксплуатации 25 лет и условия эксплуатации описанные в примере, можем получить значение стоимости полученного 1 кВт*ч энергии.

Как видим из графика, тепло полученное от прямоточного вакуумного коллектора с перьевым абсорбером является наиболее дорогим. А тепло полученное от плоского солнечного коллектора самое дешевое, соответственно плоские коллекторы имеют минимальный срок окупаемости.

Однако цена солнечного коллектора не всегда является основополагающим фактором. Более дорогие коллекторы могут иметь больший срок службы и низкие эксплуатационные расходы, связанные с возможными поломками. В связи с этим, можно рассматривать установку как дорогой брендовой техники, так и бюджетных вариантов при определенном уровне начальных капиталовложений.

Выбирая солнечный коллектор, обратите внимание на техническую информацию

Очень важным фактором для выбора солнечного коллектора является наличие полного технического описания. Наиболее интересные для нас будут значения параметров оптического КПД (ŋ₀), коэффициенты тепловых потерь a₁ (k₁) и а₂ (k₂) и площадь солнечного коллектора (апертурная и общая). Именно эти параметры позволяют оценить эффективность и рассчитать прогнозируемую производительность солнечного коллектора.

Если производитель или продавец по каким-то причинам не предоставляет эти данные, то в итоге мы получаем “кота в мешке” и не сможем оценить энергетический вклад гелиосистемы, поэтому лучше воздержатся от покупки такого изделия. Наличие международного сертификата (например, от швейцарской лаборатории SPF или Solar Keymark) приветствуется, однако не всегда нам продают коллектор именно с заданными в данном документе параметрами. Особенно этим грешат азиатские производители, тут уж мы ничего не сможем проверить, остаётся только надеяться на порядочность компании производителя или поставщика.

В заключении, предлагаем вашему вниманию полную инфографику «как правильно выбрать солнечный коллектор». (Кликните для увеличения изображения).

Солнечный водонагреватель своими руками

Какую пользу можно извлечь от жары? От солнца не обязательно лишь прятаться в тень и спасаться в доме. Самый дешевый и простой способ извлекать энергию из солнечных лучей – это устраивать на крыше дома или над летним душем плоские солнечные коллекторы. Самодельный прибор состоит из трубок теплообменника, коллектора – коробки, куда вкладывается теплообменник и защищается теплоизоляцией, бака-накопителя для воды. Устройство действует по достаточно простому принципу: лучи солнца проникают сквозь стекло коллектора, встречаются с его черным дном (резиновым ковриком или покрашенной деревянной поверхностью), поглощаются этой чернотой. Вслед за этим дно начинает излучать инфракрасные лучи (тепловая энергия), которые уже не могут проникнуть в атмосферу обратно из-под стекла. Снизу и по бокам тепловой энергии преграждает путь слой теплоизоляции, который уложен в ящике. Вот и получается, что задержанному теплу некуда деть свою энергию, кроме как передать ее воде (теплоносителю), которая протекает по трубкам, уложенным в коллекторе. Теплая вода в трубках коллектора расширяется и самотеком устремляется в водосборник, а на ее место поступает холодная вода. Так, температура воды водосборнике постепенно повышается. По сути, самый простой накопитель солнечного тепла – это бочка, висящая над летним душем . Но в ней нет системы замещения горячей и холодной воды, и оттуда быстрее улетучивается тепло. Так что тем, кто ощутил все прелести бочки и солнечного тепла, можно приступать к следующему этапу и начинать строить свою собственную маленькую гелиоустановку.

Устройство теплообменника

Один из основный рабочих элементов системы – это теплообменник. Для небольшого садового домика достаточно будет теплообменника размерами 2200-700 мм (1,5 кв.м.). Материалы для изготовления этих трубок — разные. Можно взять водопроводные трубы или плоские батареи. Для подводящих и отводящих труб используются стальные трубы диаметром 1 или ¾ дюйма, для самой решетки (змеевика) теплообменника понадобятся трубы тонкостенные, с меньшим диаметром – где-то 16х1,5 мм. Для создания одной решетки теплообменника потребуется около 15 труб длиной около 1600 мм.Раму для теплообменника можно изготовить самостоятельно, согнув две дюймовые трубы на трубогибочном станке. Получившаяся рама должна быть размером 600х2100 мм. 12-15 кусков труб диаметром ¾ дюйма соединят элементы рамы. В трубах рамы через одинаковые промежутки сверлят необходимое количество отверстий попарно, друг напротив друга. После этого обрезки труб вставляют в отверстия рамы и сваривают теплообменник. Он готов. Есть еще один вариант, как можно сделать теплообменник. Некоторые мастера приспосабливают под эти цели змеевики старых холодильников. Эти змеевики снимают, тщательно промывают их от фреона и крепят потом в коллектор в качестве системы труб теплообменника.Получившуюся систему трубок, из чего бы она изготовлена ни была, крепят к теплопоглощающему листу 700х2200 мм, изготовленному из оцинкованного железа. Или используют вместо листа темную подложку из резины. К листу теплообменник крепят при помощи проволоки с двух сторон. В конце всего этого этапа теплопоглощающий лист (коврик) и теплообменник красят в 2-3 слоя черной эмалевой краской. Если теплообменник соорудили из старых батарей, их тоже красят черной краской.

Изготовление коллектора

Коллектор – специальный короб для теплообменника – тоже очень важная часть установки. Готовить его нужно аккуратно. Самая важная задача – не потерять тепло. Корпус коллектора можно изготовить из дерева (или другого материала, из которого получится прочный ящик). Пригодится обрезная доска толщиной 40 мм и фанера в 6 мм. Из досок нужно сколотить прочную раму с размерами 240х90х75. С помощью шурупов к раме прикрепляют дно из фанеры или оргалита, усиляют дно рейками, чтобы получится крепкий ящик.На дно ящика кладут слой теплоизоляционного материала (пенопласт, шлако- или стекловата), а сверху – теплообменник с теплопоглощающим листом (можно добавить еще лист фольги). Все элементы конструкции нужно хорошо закрепить между собой стальными хомутами из проволоки. Коллектор обязательно застекляют. В верхней части рамы можно выбрать пазы для стекла, а по бокам прикрепить поперечные рейки, на которые ляжет стекло. За всей стыковкой и уплотнением швов нужно следить очень тщательно. Именно непроницаемость короба коллектора сможет обеспечить хороший парниковый эффект внутри, а значит — и хорошо нагреется вода. Обязательно использовать замазку для гидроизоляции, чтобы дождевая вода не смогла попасть внутрь коллектора между стекольными швами и рамой.Для предохранения стекла от механических повреждений (град, дождь, сильный ветер) можно смонтировать дополнительные откидные крышки из дерева или металла. С внешней строны короб желательно покрасить белой или светлой краской, чтобы снизились потери на теплоизлучение. Соединения подводящих труб с трубами теплообменника или змеевика внутри коллектора – стандартное: с использованием муфт, тройников, уголков и обязательной герметизацией пенькой и масляной краской.

Установка бака для воды

Самый простой вариант — когда циркуляция воды происходит только за счет естественной конвекции (без разных насосов и дополнительных устройств). Для этого бак нужно прикрепить выше коллектора. Вода будет двигаться по такой схеме: при нагреве в коллекторе она будет расширяться, становиться менее плотной и подниматься вверх по коллектору. Через верхнюю выводную трубу теплая вода будет попадать в верхнюю часть бака-аккумулятора. В результате этого вода, которая более холодная и располагается на дне бака, будет вымещаться в нижнюю подводную трубу и течь в нижнюю часть коллектора. Таким образом происходит круговорот воды в солнечной греющей установке. При помощи дополнительного крана для слива горячей воды самая теплая вода с поверхности бака может течь в летний душ или в дом. И пока светит солнце, вода постоянно будет циркулировать по замкнутому кругу, все больше и больше нагреваясь.1 — горячая вода; 2 — вентиль сброса давления; 3 — слив горячей воды; 4 — запорный вентиль; 5 — вентиль подпитки; 6 — холодная вода; 7 — подача холодной воды; 8 — сливной вентиль. Благодаря тому, что бак приподнят над коллектором, сильного охлаждения воды в бочке не произойдет даже ночью, так как вся холодная вода естественным образом скопится с нижней части бочки и в нижних трубах, а в самом баке до утра будет стоять более теплая вода. Обычно для летних душевых и помывочных нужд выбирают бак емкостью 200-400 литров. Удобны в этом плане стальные бочки. Если нет одной такой бочки большого размера, можно взять несколько поменьше и соединить их в единую систему трубами.Очень полезно будет теплоизолировать сам накопитель. Тогда не придется терять дневное тепло ночью. Можно устроить отдельный короб из досок или фанеры для бочки, поставить туда емкость, и все внутреннее пространство заполнить строительным пенопластом, шлаковой ватой, опилками или торфом. При помощи такой вот конструкции солнечного нагревателя, с коллектором и утепленной бочкой, в солнечный день можно нагреть воду до 70 градусов. Чтобы сохранить такую систему в целости и невредимости, лучше коллектор прятать на зиму в дом. Для этого заранее стоит продумать «пути отступления», то есть такую систему крепления ящика и теплообменника, чтобы их можно было легко зиму из бочки и теплообменника выпускают всю воду.Общий выбор места для коллектора – прежде всего расчет и здравый смысла. Поискать на участке самое солнечное место, где солнце держится в течение дня дольше всего. Коллектор располагают принимающей стороной на юг и устанавливают под углом 25-30 градусов. Конечно, лучше всего это делать на крыше дома или веранды. Но следить за тем, чтобы стропильная система кровли могла выдержать нагрузку тяжелого ящика. Если установкой планируется пользоваться только для подогрева летнего душа, то опоры для коллектора можно смастерить и в другом месте: на беседке, сарае, душе, высоком заборе или придумать самостоятельную стойку.

Добавить комментарий

Ваш e-mail не будет опубликован. Обязательные поля помечены *