1-й, везде

2-й, везде

3-й, везде

4-й, везде


Присоединяйтесь к нам в соцсетях

Главные новости /все

ESAB на выставке Rusweld 2020 (19-22 октября, Москва, ЦВК «Экспоцентр»)
0
109
Лучший сварщик России: долгожданный конкурс прошёл в Красногорске
0
91
Время обновлений. Новинки сетевых дисковых пил и углошлифовальных машин «Интерскол»
0
233
Перенос сроков проведения выставки MITEX на 2021 год
0
399
Аккумуляторные новинки «Интерскол». Единая цифровая платформа МСТ для сопровождения инструмента
0
318
Очередная новинка 2020 года от Metabo – сетевой циркулярный станок TS254M
0
329
Раскрывая возможности: сварщики поборются за звание лучших в России
0
395
Союз Независимой Инструментальной Розницы (СНИР)
0
835
Встроенный литий-ионный аккумулятор в двигателях Briggs&Stratton 500-й и 600-й серии
0
407
Реорганизация в концерне Grundfos
0
362
Выбор настоящих профессионалов: новая линейка лёгких, мощных и надёжных сетевых УШМ от «Фиолент» под круг 125 мм
0
550
Metabo представляет две новые модели ручных сетевых дисковых пил – KS 66 FS и KS 85 FS
0
529
Промокод на выставку MosBuild 2021: регистрация открыта! Москва, МВЦ «Крокус Экспо», 30 апреля – 2 марта
0
866
Две аккумуляторные 18-В новинки Metabo: сабельная мини-пила SSE 18 LTX BL Compact и мультитул MT 18 LTX BL QSL
0
506
Журнал «Инструменты» + «GardenTools» + «Всё для стройки и ремонта» серии «Потребитель» (объединённый выпуск «Лето-осень 2020»)
0
865
Выставка «Отечественные строительные материалы» (ОСМ) — №1 в календаре строителя на 2021 год!
0
368
Вебинар Manders и Mosbuild «Ассортимент тканей и пошив штор: 2 части успешных продаж»: 29 сентября, начало в 14:00
0
404
Выставка Spoga + Gafa: новые даты
0
481
Viessmann расширил линейку конденсационных котлов серии Vitodens 050-W
0
406
Жителям четырёх регионов России могут начать бесплатно подводить газ
0
458
Schneider Electric и Grundfos подписали меморандум о сотрудничестве в России
0
387
Новинки от «Белмаш» — кантошлифовальные станки Belmash EOS-91 и EOS-91/380
0
612
В России стартовали продажи долгожданной новой аккумуляторной цепной пилы для арбористов Husqvarna T540i XP
0
824
В ленточнопильном станочном «полку» Belmash пополнение – большие и мощные станки WBS-410, WBS-465 и WBS-465/380
0
902
Вебинар «Как подготовить идеальное портфолио» в рамках курса MosBuild Академии: 11 сентября с 12:00
0
576
Вебинар MosBuild Академии «Как построить успешный бизнес на продаже премиальной краски»: 8 сентября с 14:00
0
658
С 30 сентября по 2 октября в Красноярске пройдёт специализированная выставка «Эксподрев 2020»
0
691
8-10 сентября состоится крупнейшая в Казахстане онлайн-конференция под эгидой выставок KazBuild и Aquatherm Almaty
0
614
Grundfos представляет новый насос для ГВС со встроенным таймером
0
448
Объединённая экспозиция производителей из Германии на MITEX 2020
0
824
Husqvarna 120iB — мощный аккумуляторный воздуходув для средних и малых приусадебных участков
0
512
Новинка-2020 от «Белмаш» – многофункциональный деревообрабатывающий станок Belmash Mogilev 2.4 Eco
0
1313
«Мы можем формировать только будущее». Компания Fischer, мировой лидер в сфере крепежа, празднует тройной юбилей
0
638
Итоги и планы: завод «ЭСАБ-Тюмень» подвел итоги первого полугодия
0
769
Выставка инструментов MITEX-2020 (10–13 ноября, ЦВК Экспоцентр)
0
972
Две минуты на фиксацию: новый капсульный анкер Fischer FHB II работает вдвое быстрее обычного
1
536
Как роботы-газонокосилки Husqvarna Automower 310 на ВДНХ газон стригут
0
872
Премия Eisen Innovation Award 2020 при поддержке ZHH
0
664
Линейка абразивных материалов Cubitron II от компании 3M пополнилась новыми продуктами
0
1142
Самые тихие электрические кусторезы (ножницы для кустов) на рынке: Bosch расширяет линейку ProSilence
0
558

Лучшие видео / все

{{comments ? comments : '0'}}
{{post.my_views_col}}

Лучшие
мастер-классы / все

{{comments ? comments : '0'}}
{{post.my_views_col}}

Лучшие репортажи / все

{{comments ? comments : '0'}}
{{post.my_views_col}}

Лучшие тесты / все

{{comments ? comments : '0'}}
{{post.my_views_col}}

Опросы

Чьими рекомендациями Вы руководствуетесь при выборе строительного оборудования и материалов?

Результаты опроса

Загрузка ... Загрузка ...

Выставки

Слёт Мастеровых #14 на MITEX 2017: 7-10 ноября, Москва

Interlight Moscow 2017: 7-10 ноября 2017, Москва

Ландшафт Экспо 2018: 2-4 марта 2018, Москва

Batimat Russia 2018: 3-6 апреля, Москва

Интерфлора 2018: 18-20 апреля, г. Москва, Гостиный Двор

Сибирская дача 2018: 26-29 апреля, Красноярск

Intertool Kiev 2018: 15-18 мая, г. Киев, Украина

Малоэтажное домостроение 2018: 16-19 мая, Красноярск

Unibuild 2018: 6-7 июня, Нальчик

SibWoodExpo 2018: 11-14 сентября, Иркутск

Осень на даче 2018: 13-16 сентября, Красноярск

ФСД 2018 Санкт-Петербург: 28-29 сентября

China Machinery Fair 2018: 30 октября - 1 ноября, Москва

Агропромышленный форум Сибири 2018: 14-16 ноября, Красноярск

Электротехника. Энергетика 2018: 21-23 ноября, Красноярск

Новогодний подарок 2018: 6-9 и 13-16 декабря, Санкт-Петербург

Строительство и архитектура 2019: 22-25 января, Красноярск

Aquatherm Moscow 2019: 12-15 февраля, Москва

Дом. Дача. Дизайн 2019: 14-16 марта, Беларусь, г. Могилев

City Build Russia 2019 Москва: 19-20 марта

Дом и Сад 2019: 21-24 марта, Москва

КлиматАкваТЭкс 2019: 14-17 мая, Красноярск

Петербургская зелёная неделя 2019: 26-29 сентября, Санкт-Петербург

CIHS-2019: 10-12 октября, Шанхай (Китай)

ПромЭкспо 2019: 15-16 октября, Волгоград

City Build Russia 2019: 29-30 октября, Санкт-Петербург

Металлообработка и сварка 2019: 20-22 ноября, Красноярск

Ремонт Экспо 2020: 14-16 февраля, Москва

Eisenwarenmesse 2020: 1-4 марта, Кельн (Германия)

ShymkentBuild 2020: 11-13 марта, Казахстан, Шымкент

РСН и RosBuild 2020: 31 марта - 3 апреля, Москва

Коттедж. Строй. Экспо-2020: 2-5 апреля, Хабаровск

Город 2020: 15-17 апреля, Владивосток

Загородный дом. Весна 2020: 16-19 апреля, Москва

Фестиваль Столярного Дела Москва 2020: 25-26 апреля

Белорусский дом 2020: 14-16 мая, Беларусь, г. Минск

Архитектура ДВ 2020: 21-23 мая, Хабаровск

Spoga+Gafa 2020: 6-8 сентября, Кельн (Германия)

ЧеченСтрой Экспо 2020: 23-24 сентября, Грозный

Строим дом. Осень 2020: 26-27 сентября, Санкт-Петербург

ExpoDrev Russia 2020: 30 сентября - 2 октября, Красноярск

MITEX 2020: 10-13 ноября, Москва

Пром-Volga-2020: 18-20 ноября, Волгоград

Строй-Volga-2020: 18-20 ноября, Волгоград

Энерго-Volga-2020: 18-20 ноября, Волгоград

ОСМ 2021: 26-29 января, Москва

Мир климата 2021: 9-12 марта, Москва

MosBuild 2021: 30 марта - 2 апреля, Москва

AtyrauBuild 2021: 7-9 апреля, Казахстан, Атырау

BuildExpo Uzbekistan 2021: 16-18 июня, Узбекистан, г. Ташкент

AquaTherm Almaty 2021: 7-9 сентября, Казахстан, Алматы

KazBuild 2021: 7-9 сентября, Казахстан, Алматы

Солнечный коллектор в помощь или на замену котлу?

0
2600

Хотя нагревать воду за счёт солнечного тепла люди умеют не первое столетие, современный высокоэффективный гелио-коллектор — продукт уже XX века и всё более популярный в веке XXI. Развитию этой области рынка отопительного оборудования способствовали многие факторы, не в последнюю очередь — поиски более дешёвого и экологичного источника тепла, чем традиционные углеводороды. Ведь солнце проливает на нашу планету столько тепла, сколько не дадут никакие иные источники, и всё это — даром и без риска истощить её ресурсы.

Солнечный коллекторКАК РАБОТАЕТ СОЛНЕЧНЫЙ КОЛЛЕКТОР

Солнечные коллекторы работают по простому принципу — они сконструированы таким образом, чтобы поглощать как можно больше тепла из солнечного излучения, но при этом как можно меньше полученного тепла излучать обратно в окружающую среду. То есть, чем больше солнечных лучей попадает на коллектор, тем больше тепла он произведёт. Эта особенность гелиоколлекторов стала причиной возникновения нескольких стереотипов, касающихся их работы. Например, что гелиоколлекторы способны получать тепло только в солнечную погоду, а при облачности от них нет никакой пользы. На самом деле даже в облачную погоду коллекторы поглощают тепло из рассеянного света, пусть даже количество этого тепла будет меньше, чем в ясный день.

Другое распространённое суждение — гелиоколлекторы эффективны только летом. Пик их производительности, действительно, совпадает с пиком инсоляции, а это для нашей страны период с мая по август. Однако они получают тепло от солнца на протяжении всего года, просто по мере сокращения светового дня количество этого тепла становится всё меньше, а сохранить его из­за снижения температуры воздуха в окружающей среде — всё труднее. При наличии хорошей теплоизоляции и высокого КПД коллекторы способны поставлять тепло для системы ГВС и отопления даже в холодную погоду — пусть и не столь много, как летом. В любом случае, используя гелиоколлекторы, стоит предусмотреть резервный источник тепла — он примет на себя нагрузку по нагреву воды и теплоносителя системы отопления в те периоды, когда полученного от солнца тепла станет недостаточно.

Хотя солнечное тепло платой не облагается, для того, чтобы его использовать, сначала придётся вложиться в покупку и монтаж гелиоколлекторов и другого оборудования гелиосистемы. Причём если для подогрева небольшого количества воды для дачного домика летом или для бассейна можно обойтись неприхотливой моделью с низким КПД, то для полноценного теплоснабжения жилого дома понадобятся коллекторы иного, более высокого уровня эффективности и более высокой цены соответственно. Существенные стартовые затраты на создание гелиосистемы отпугивают многих потенциальных покупателей. Однако нужно понимать, что при длительной эксплуатации гелиосистемы потраченные средства окупятся. Ведь солнечные коллекторы позволяют уменьшить годовой расход топлива на ГВС, а при определённых условиях — и на отопление. Поэтому, чем дороже вид топлива, который применяется для теплоснабжения дома, тем короче срок окупаемости гелиосистемы.

Распространено мнение, что использование солнечных коллекторов рационально только в очень немногих регионах России, например в Краснодарском крае, в Приморье и некоторых других. Однако практика показывает, что в условиях отсутствия дешёвого топлива для котлов гелиоколлекторы рентабельны во многих областях страны — пусть они и не смогут работать так же эффективно, но всё равно позволят существенно сэкономить на топливе для котлов летом и в межсезонье (в зависимости от модели коллектора). Принято считать, что использование гелиоколлекторов имеет смысл при среднегодовом приходе солнечной энергии свыше 1000 кВт*ч на 1 м2 горизонтальной поверхности, а под эту характеристику подпадает существенная часть территорий России.

СТРОЕНИЕ СОЛНЕЧНОГО КОЛЛЕКТОРА

В настоящее время представлены в основном модели двух классов — плоские и вакуумные, при этом последние принято подразделять на прямоточные и с «тепловой трубкой». Основное различие между плоскими и вакуумными моделями заключается в способе теплоизоляции. Для гелиоколлектора теплоизоляция крайне важна, так как от её эффективности зависит, насколько хорошо коллектор будет сохранять тепло, а значит, сколько тепла передаст в систему (особенно актуально для гелиосистем, снабжающих теплом систему отопления).

Строение плоского солнечного коллектора

Строение плоского солнечного коллектора Viessmann

Плоские солнечные коллекторы — самый широко представленный на рынке вид. Распространённости моделей этого типа способствовала более простая конструкция и, как следствие, низкая стоимость конечного продукта. Тем не менее даже внутри этой группы есть большой разброс цен, что вызвано разницей технологий производства и материалов.

Своё название плоские гелиоколлекторы получили из­за строения корпуса — это плоский короб, верхняя грань которого выполнена из пропускающего свет материала (чаще  из стекла, реже — из прозрачного полимера). Внутри корпуса располагается абсорбер — ключевой элемент гелиоколлектора, именно он поглощает тепло солнечных лучей. Обычно абсорбер представляет собой пластину из материала с высокой теплопередачей — меди или алюминия. Как правило, на поверхность абсорбера наносят покрытие, повышающее эффективность поглощения тепла. У дешёвых моделей это может быть простая чёрная краска, у коллекторов рангом выше — особое высокоселективное покрытие (оно характеризуется высоким теплопоглощением и малым его излучением обратно в среду). Пластина абсорбера соединена с трубкой, по которой циркулирует теплоноситель (обычно трубка изогнута в виде меандра, чтобы эффективно снимать тепло по всей площади коллектора). Когда излучение солнца попадает на абсорбер и нагревает пластину, тепло передаётся трубке и, в свою очередь, теплоносителю.

Как уже отмечено выше, для гелиоколлектора важно получить как можно больше солнечных лучей и, соответственно, тепла, а затем это тепло не упустить в окружающую среду, а сохранить и передать теплоносителю. В связи с этим производители предпринимают шаги по повышению поглощающей способности коллекторов и улучшению их теплоизоляции.

Одна из таких мер заключается в увеличении пропускной способности стекла, которым накрыт коллектор. Обычное стекло недорогое, однако при всей кажущейся прозрачности пропускает далеко не весь падающий на него свет — часть отражает обратно. Поэтому многие производители выпускают модели с особым антибликовым стеклом, которое отражает намного меньше солнечных лучей. Такие приборы дороже обычных, но и эффективность их выше.

Другое направление работы по повышению эффективности гелиоколлекторов касается их способности сохранять тепло. Коллектор обычно делают закрытым, чтобы уменьшить утечку тепла через нагретый воздух наружу, а также защитить его от проникновения пыли (оседая на абсорбере и стекле, она снижает количество полученного и поглощённого тепла). Корпус также может служить источником теплопотерь, так как его площадь велика, поэтому обычно его утепляют — на дне и боковых стенках короба размещают минеральную вату. Для дополнительной защиты от потерь тепла коллектор делают герметичным, заполняют его инертным газом или вовсе удаляют из него воздух (чтобы уменьшить потери тепла, переносимого газом от абсорбера к стеклу).

Однако, несмотря на все меры, теплоизоляция плоского коллектора далека от идеала — в холодное время года она не в состоянии эффективно сохранять тепло. В результате плоские модели показывают высокую производительность в тёплый летний сезон, но с холодами их мощность падает. Впрочем, от утечки тепла через стекло есть и польза — нагретая поверхность коллектора способствует оттаиванию попавшего на неё снега, поэтому происходит процесс самоочищения.

Строение вакуумного солнечного коллектора

Вакуумный солнечный коллектор Viessmann

Вакуумные солнечные коллекторы устроены иначе. Вместо змеевика, пронизывающего всю площадь коллектора, такие модели состоят из множества отдельных трубок, подключённых к общей собирающей магистрали. Различают два типа вакуумных коллекторов — прямоточные и с принципом «тепловой трубки».

В прямоточном вакуумном коллекторе теплоноситель поступает внутрь трубки непосредственно из раздающей магистрали гелиоконтура, протекает по соединённому с абсорбером каналу, а затем возвращается в собирающую магистраль. Такой коллектор обычно дешевле, чем модели с «тепловой трубкой», но у них есть недостатки. Например, из­за того, что внутренние каналы коллектора являются частью гелиоконтура, в случае необходимости ремонта хотя бы одной трубки (при её разгерметизации) потребуется отключать систему и сливать теплоноситель из контура.

У вакуумного коллектора с «тепловой трубкой» каждая вакуумная трубка — отдельная автономная система, связанная с собирающей магистралью только через теплообменник. Абсорбер соединён с «тепловой трубкой», в которой содержится небольшое количество жидкости с низкой температурой кипения. Нагреваясь от абсорбера, жидкость испаряется, пар поднимается в верхнюю часть трубки — к расположенному там конденсатору. Соприкасаясь с конденсатором, пар отдаёт ему тепло и возвращается при этом в жидкое состояние, стекая по трубке вниз — обратно к абсорберу. Конденсатор, в свою очередь, передаёт полученное тепло циркулирующей в гелиоконтуре жидкости через теплообменник собирающей магистрали. И этот цикл повторяется много раз.

Коллекторы с «тепловой трубкой» более дорогие, чем обычные прямоточные вакуумные модели, однако они более эффективны и обладают ещё рядом преимуществ. Одно из них — простой монтаж. Конструкция модели позволяет сначала установить собирающую магистраль коллектора, а затем уже вставить в неё конденсаторы трубок. Если одна из трубок вышла из строя (например, было разбито стекло), заменить её можно быстро и без слива теплоносителя и демонтажа всего коллектора — просто извлечь старую и поставить на её место новую. Но при выборе гелиоколлектора этого типа нужно учесть, что он должен располагаться в пространстве под углом к горизонту — чтобы обеспечить правильное движение пара и жидкости в «тепловой трубке».

Строение самих вакуумных трубок также может различаться. Одна из распространённых конструкций — коаксиальная, при которой стеклянная колба трубки состоит из двух слоёв стекла с вакуумом между ними. В таких трубках поглощающее солнечные лучи покрытие нанесено прямо на внутренний слой стекла, а тепло от стенок колбы к каналу с теплоносителем или «тепловой трубке» передаётся через пластины из металла с высокой теплопроводностью. Другая конструкция вакуумной трубки предполагает один слой стекла с полностью вакуумированным внутренним пространством трубки и с прямоугольным абсорбером в середине колбы, напрямую соединённым с «тепловой трубкой» или трубкой прямоточного коллектора. Абсорбер при этом может иметь как гладкую, так и рифлёную форму — для увеличения площади поглощающего покрытия. Некоторые производители предусматривают возможность поворачивать вакуумные трубки вокруг оси при монтаже — чтобы развернуть абсорбер трубки в более выгодную позицию относительно солнца.

Поскольку между абсорбером и внешним стеклом коллектора нет газа, способного переносить тепло, теплопотери у такой модели низки даже в сильные морозы. Благодаря более совершенной теплоизоляции вакуумные модели могут превосходить плоские коллекторы в 1,5­2 раза в межсезонье и в 2­3 раза в наиболее неблагоприятный для гелиосистем зимний период. Это позволяет применять вакуумные коллекторы для поддержки систем отопления, в том числе в регионах с морозными зимами.

Для эффективной работы вакуумного коллектора крайне важно сохранить герметичность трубок. Визуально определить целостность каждой трубки непросто, поэтому ряд производителей снабжают свои коллекторы своеобразным индикатором — покрытием, которое при контакте с атмосферным воздухом изменяет свой цвет. С его помощью легко понять, когда трубку нужно заменить.

Вакуумные коллекторы не обладают способностью к оттаиванию снега (из­за низких тепловых потерь стекло практически не нагревается). Однако и снегу удержаться на узких трубках с покатыми стенками непросто.

Антибликовое стекло гелиоколлектора

Антибликовое стекло (слева) отражает меньше солнечных лучей по сравнению с обычным (справа), поэтому гелиоколлекторы с такими стёклами могут получать больше тепла и работать эффективнее

ТЕРМОСИФОННЫЕ ГЕЛИОУСТАНОВКИ

Отдельно стоит упомянуть так называемые термосифонные (пассивные) гелиоустановки. В отличие от традиционных систем с принудительной циркуляцией, термосифонные системы работают за счёт естественной циркуляции жидкости: из­за разности плотности нагретая жидкость поднимается вверх, а холодная — опускается. Для эффективной работы термосифонной установки необходимо, чтобы накопительный бак располагался выше, чем абсорбер. Часто термосифонная гелиоустановка представляет собой готовую к монтажу конструкцию, включающую ёмкость с интегрированным в неё коллектором. Поскольку установка должна находиться на улице, бак снабжают теплоизоляцией. Как и гелиоколлекторы, подобная установка может быть смонтирована на несущей раме на земле или на крыше здания (хотя наличие тяжёлого бака усложнит монтаж на кровле или сделает его вовсе невозможным).

Преимущество термосифонной установки в её автономности — она готова работать без насоса, а значит, и без электроснабжения. Однако скорость движения жидкости при естественной циркуляции невелика, в результате производительность термосифонной системы ниже, чем гелиосистемы с насосом. Поэтому наиболее широко пассивные гелиосистемы применяют для нагрева горячей воды в летний сезон на дачах, в небольших частных домах и хозяйственных постройках. Термосифонные гелиоустановки могут быть оснащены плоскими гелиоколлекторами или вакуумными (в том числе с тепловыми трубками). Преимущества моделей двух этих типов такие же, как у отдельно смонтированных коллекторов — первые показывают высокую производительность в тёплое время года, а вторые могут эффективно работать и в холодную погоду.

РАВНЕНИЕ НА СОЛНЦЕ

Известно, что подсолнухи в течение дня поворачиваются вслед за солнцем. У коллектора такой возможности нет, поэтому нужно позаботиться о том, чтобы гелиополе находилось в оптимальной позиции относительно солнца.

В северном полушарии коллекторы нужно ориентировать на юг — в этом случае оборудование будет получать наибольшее количество солнечного тепла. Если по каким­то причинам «равнение на юг» невозможно, то допустимо размещение приборов с ориентацией на юго­запад или юго­восток. Такие отклонения от оптимального положения приведут к снижению производительности гелиополя относительно возможного максимума, но потери будут всё же не катастрофичны — не более 25 %. Ориентация на запад или восток уменьшит производительность уже существенно.

Угол наклона — ещё одна характеристика, которая влияет на производительность гелиоколлектора. Подбирают его исходя из широты региона, где предстоит работать коллектору, а также из назначения гелиоустановки. Чем ближе к экватору, тем больше угол падения солнечных лучей на землю, поэтому, чтобы получить максимум солнечного тепла, коллектор целесообразно устанавливать под небольшим углом. И наоборот, в северных районах солнце поднимается не так высоко, и угол наклона коллектора нужно закладывать больший. Поправку следует сделать и на планируемый период эксплуатации гелиополя, ведь если летом солнце поднимается высоко над горизонтом, то зимой оно ниже, а значит, коллекторы, служащие для поддержки системы отопления, требуется устанавливать под большим углом, чем коллекторы для нагрева воды только в летний период.

Место для монтажа выбирают такое, чтобы окружающие объекты не затеняли коллектор. Хорошо подходит кровля зданий — в этом случае оборудование не занимает место на участке дома. Скатная крыша — не только не препятствие для монтажа, но и зачастую оптимальный вариант, если угол её наклона и ориентация по сторонам света удачно подходят для коллектора. Причём многие вендоры предлагают принадлежности и для встроенного монтажа, когда гелиополе интегрировано непосредственно в кровлю. На плоской крыше необходимый угол наклона позволяют выполнить особые несущие конструкции. Если монтаж на крыше невозможен (например, есть риск, что кровля не выдержит вес оборудования), разместить гелиополе реально и на земле — также при помощи несущей конструкции.

Буферная емкость Oventrop Regucor WHS

Пример реализации гелиосистемы с поддержкой систем ГВС и отопления дома с помощью буферной ёмкости Oventrop Regucor WHS

Компоненты гелиосистемы. Технически гелиоколлекторы способны готовить воду для ГВС напрямую, с подачей нагретой жидкости непосредственно в систему водоснабжения. Однако часто это нецелесообразно. Во‑первых, открытый контур подходит только для ГВС, но не для отопления, потому что постоянный контакт со свежей водой, насыщенной кислородом и солями жёсткости, грозит повреждением элементов системы. Во‑вторых, вода — не лучший теплоноситель для работы с гелиоколлекторами, поскольку в холодное время года она может замёрзнуть и её придётся сливать из системы.

Поэтому наиболее распространено использование гелиоколлекторов в закрытом контуре, передающем тепло системе ГВС или отопления посредством теплообменника. Как правило, система включает сами солнечные коллекторы, трубопроводы и фитинги, предохранительную арматуру, насос для обеспечения циркуляции, ёмкость для сброса тепла (накопитель), контроллер управления, датчики температуры, расширительный бак.

Накопитель представляет собой теплоизолированную ёмкость со спиральным теплообменником внутри. Теплоноситель из гелиоконтура, циркулируя внутри теплообменника, нагревает находящуюся в ёмкости жидкость. Причём теплообменник может быть один (подключённый только к гелиосистеме) либо два или более — в бивалентных и мультивалентных накопителях. Несколько теплообменников позволяют дополнительно подогревать содержимое ёмкости за счёт других теплогенераторов — котла, теплового насоса и т.  д. Это актуально, когда мощности гелиополя недостаточно для поддержания заданной температуры. В некоторых моделях накопителей предусмотрены ТЭНы, которые тоже служат резервными источниками тепла для догрева воды. Иногда применяют накопители, в которых теплоноситель из гелиоконтура поступает в основной объём накопителя, а по теплообменнику циркулирует вода для ГВС или теплоноситель системы отопления. Объём накопителя рассчитывают с учётом потребностей конкретного дома в тепле или горячей воде. При необходимости накопителей в системе делают больше одного.

Так как коллектор находится на улице круглый год, гелиоконтур обычно заполняют не водой, а незамерзающим теплоносителем — в этом случае даже в морозы жидкость не придётся сливать. Теплоносители для гелиосистем отличаются более высокой температурой кипения, чем у воды, что позволяет отсрочить стагнацию (прекращение циркуляции жидкости и, следовательно, поступления тепла в систему ГВС или отопления). Часто при монтаже прибегают и к практике нагнетания высокого давления жидкости в гелиоконтуре — чем оно больше, тем выше будет температура кипения теплоносителя.

Температура теплоносителя в контуре (если он заполнен не водой, а «незамерзайкой») может быть очень высокой, поэтому выполнять трубопровод контура следует из термостойких материалов, например меди или нержавеющей стали. Применение полимерных труб недопустимо — из­за сильного нагрева они приходят в негодность. Необходимо использовать фитинги с термостойким уплотнителем, разработанные для гелиосистем. Трубы обязательно снабжают теплоизоляцией для снижения потерь тепла при его переносе от коллекторов к накопителю. В равной мере требования термостойкости относятся и к расширительному баку, который будет обслуживать гелиоконтур. Как правило, производители делают специальные линейки моделей для гелиосистем. Бак должен вмещать не менее 75 % объёма теплоносителя из контура. Располагают его ближе к гелиополю.

Циркуляция в гелиосистеме закрытого типа — принудительная, её обеспечивает насос. Его можно установить отдельно со всей сопутствующей обвязкой, но проще использовать готовую насосную группу (станцию), которая уже содержит все необходимые компоненты и, как правило, снабжена теплоизоляцией.

Ещё один важный элемент гелиосистемы — автоматика, которая с помощью датчиков отслеживает температуру теплоносителя в гелиоконтуре и в ёмкости. Если жидкость в накопителе окажется горячее, чем в гелиоконтуре (а это случается, например, в тёмное время суток), автоматика отключит насос, чтобы сохранить тепло и не дать ему рассеяться через остывшие коллекторы. Управлять гелиосистемой может контроллер котла (если он поддерживает такую функцию или позволяет подключать соответствующий модуль расширения) или другого теплогенератора (например, теплового насоса), но на рынке есть немало и отдельных контроллеров для гелиосистем. Нередко они интегрированы в накопители или насосные станции, обслуживающие гелиоконтур.

Любые компоненты гелиосистемы можноприобрести по отдельности, однако многие производители предлагают уже готовые комплекты — пакеты гелиосистем. Часто такой пакет обходится заметно дешевле, чем его составляющие, купленные порознь. В пользу пакетов говорит и то, что они сформированы специалистами, поэтому входящее в них оборудование оптимально совместимо друг с другом.

ЛЕКАРСТВО ОТ СТАГНАЦИИ

Стагнация — явление, характерное для гелиосистем при возникновении избытка тепла. В нормальных условиях теплоноситель гелиоконтура отдаёт тепло через теплообменник в накопителе, при этом его температура снижается. Однако в системе иной раз возникает ситуация, когда тепло больше не может поступать в накопитель (например, при превышении заданной температуры воды или теплоносителя в ёмкости), поэтому теплоноситель не остывает — его температура растёт, пока он не закипит. Стагнация также возможна при отключении насоса, когда прекращается отбор тепла из гелиоконтура из­за остановки циркуляции теплоносителя.

Незакипающая система Vaillant Drain-Back

Незакипающая система Vaillant Drain-Back при необходимости опорожнаяет коллекторы, поэтому надежно защищена от стагнации

При стагнации гелиосистема не в состоянии выполнять свои функции — до тех пор, пока теплоноситель не остынет и не вернётся в жидкую форму снова. Однако временное прекращение подачи тепла — лишь часть проблемы. Такой цикл закипания и конденсации губителен для самого теплоносителя — вплоть до потери его физических свойств. Испорченную жидкость придётся менять.

Особенно остро проблема стагнации стоит в том случае, если система призвана работать не только на ГВС летом, но и на отопление в межсезонье: поскольку гелиополе сформировано «с запасом», чтобы получать больше тепла в менее солнечные дни осенью и весной, то в летний пик инсоляции оно будет производить его очень много, а система отопления в этот период не работает. Хотя и в домах, где коллекторы только греют воду, риск стагнации всё равно сохраняется — она может возникнуть, например, при снижении потребления воды домочадцами из­за отъезда в отпуск.

Есть несколько путей, позволяющих избежать стагнации гелиоконтура. Первый — утилизация избытков тепла в системе. Для этих целей в систему интегрируют дополнительный теплоаккумулятор, который примет лишнее тепло, когда вода в основной ёмкости уже нагрета до предельно допустимой температуры. Хорошим потребителем избыточного тепла в частном доме может стать бассейн — в этом случае получится даже двойная польза: система будет защищена от стагнации, а вода в бассейне подогреется до более комфортной температуры. Когда для теплоаккумулятора нет места или он по каким­то причинам не поможет эффективно решить проблему, тепло реально отводить через тепловентиляторы, установленные снаружи здания.

Если ожидаемый избыток тепла невелик, а места для дополнительного теплоаккумулятора нет, можно также попробовать обойтись и одной ёмкостью. При таком способе защиты от стагнации автоматика, управляющая работой гелиоконтура, не прекращает циркуляцию теплоносителя в нём даже при достижении заданной предельной температуры жидкости в бойлере или теплоаккумуляторе. Это позволяет оттянуть время наступления стагнации. Как только поступление тепла в контур уменьшится с наступлением тёмного времени суток, автоматика изменит направление циркуляции теплоносителя в нём так, чтобы тепло из ёмкости поступало в коллектор, а затем — в окружающую среду. Схема позволяет выхолодить теплоаккумулятор за ночь и подготовить его к новому циклу нагрева, который начнётся утром.

Ещё один из простых в реализации способов утилизировать лишнее тепло в системе — сливать часть нагретой воды из теплоаккумулятора или бойлера в канализацию. Однако способ подходит лишь для систем с гелиополем небольшой мощности.

В домах, оснащённых тепловыми насосами, лишнее тепло допустимо отводить через геотермальный зонд — в почву вокруг него. Это также поможет быстрее восстановить запас тепла в земле, истощенный тепловым насосом за зимний период.

Другой способ защиты от стагнации предполагает изоляцию коллектора от солнечных лучей — проще говоря, его надо чем­то закрыть. Вручную это делать неудобно, а если гелиополе смонтировано не на земле, а на крыше, ещё и небезопасно. Решить проблему автоматического закрытия коллекторов помогут, например, рольставни.

О проблеме стагнации думают и сами производители гелиоколлекторов — некоторые из них реализуют технологии, снижающие риск стагнации за счёт особых свойств компонентов коллектора или гелиосистемы. Физические свойства материалов, из которых изготовлены некоторые модели гелиоколлекторов Viessmann, позволяют коллекторам при сильном нагреве снижать выработку тепла вплоть до «самоотключения». Компания Vaillant предлагает гелиосистемы с самоопорожнением — подход основан на том, что объём теплоносителя в гелиосистеме меньше объёма самой системы и при выключении циркуляции весь теплоноситель стекает вниз, опорожняя гелиоколлекторы. Таким образом теплоноситель защищают от перегрева, а систему — от поступления избыточного тепла.

РАЗ КОЛЛЕКТОР, ДВА КОЛЛЕКТОР…

При планировании системы отопления или водоснабжения с использованием гелио­ коллекторов важно правильно рассчитать мощность гелиополя.

Нужно заранее определить, для чего будут служить коллекторы — только для нагрева воды в системе ГВС летом или также для поддержки системы отопления. В первом случае производительность гелиополя рассчитывают исходя из летнего максимума, когда инсоляция достигает своего пика. Если же коллекторы будут работать на отопление, гелиополе формируют с расчётом на то, что оно будет показывать высокую производительность в межсезонье, весной и осенью. В эти периоды времени инсоляция не столь велика, как летом, поэтому для достижения поставленной задачи коллекторы приходится устанавливать «с запасом».

Как правило, производители предоставляют таблицы, где собраны данные о мощности модели для разных областей страны и параметров установки. Опираясь на эти сведения, легко рассчитать, какую производительность будет показывать коллектор, а далее уже определить их количество, чтобы покрыть потребности в тепле в необходимый период времени.

Ликбез опубликован в объединённом выпуске ОСЕНЬ-ЗИМА 2017 журналов “Инструменты” + “Всё для стройки и ремонта” + “GardenTools” серии “Потребитель”

Архив всех выпусков в pdf-формате смотрите здесь

Другие статьи по теме

Самое читаемое за месяц

1-й, везде

2-й и 3-й, СДВОЕННЫЙ, везде

4-й, везде