Солнечные коллекторы для отопления дома – максимум экономии

Выгодно ли устанавливать солнечный коллектор, какой потребуется

В Европе крыши домов заставлены приспособлениями улавливающими и преобразующими солнечную энергию. У нас такое встретишь не часто. Почему? Есть ли целесообразность устанавливать в частном доме солнечный коллектор, и какой конструкции он должен быть…

Конструкции солнечных коллекторов

Тепловые трубки.
Применяются сходные вакуумные трубки, но внутри них находятся медные трубки с легкоиспаряющейся жидкостью. Она преобразуется в пар солнечным теплом и сразу же конденсируется на теплообменнике в верхней части, отдавая энергию теплоносителю, и такой процесс идет постоянно.

Летний нагреватель.
Пластинчатый коллектор, но в самом дешевом исполнении — без стекла и теплоизоляции, с полимерным шлангом… Эффективно может использоваться только когда температура окружающего воздуха большая. Но нагрев воды намного более интенсивный, чем просто у бочки для летнего душа. Чаще по такой системе движется непосредственно вода, которая используется для душа и бассейна, без промежуточного бойлера.

Сколько энергии дает солнце

Количество солнечной энергия, которая приходится на единицу площади (метр квадратный), весьма различается на разных географических широтах. В северных регионах энергии слишком мало, чтобы речь шла о применении коллектора. Для эффективного и самоокупаемого применения солнечных коллекторов реально могут рассматриваться только южные регионы, южнее 52 параллели.

В июне, когда солнце находится в наивысшей точке, — 600 Вт/м2.

В апреле и сентябре — около 350 Вт/м2.

Важнейшая характеристика каждой модели коллектора — минимальная солнечная энергия, при которой от прибора можно получать тепло.

Известно, что варианты с вакуумными трубками начинают работать при 20 Вт/м2. А пластинчатые — в среднем от 80 Вт/м2.

Если сравнить имеющуюся солнечную энергию с характеристиками различных типов коллекторов, то можно заметить, что трубчатый будет способен работать круглый год. Зимой также, хоть отдача его и будет минимальна.
Пластинчатый же можно применять только в межсезонье и летом.

Для чего может понадобиться солнечный коллектор

Отопление необходимо в зимний период, а в это время отдача коллекторов весьма небольшая. Летом же отопление не нужно вовсе, и в это время коллектор способен генерировать максимум энергии.

Возникает не разрешимое противоречие — когда энергии нужно больше всего для отопления, ее просто нет.

Поэтому солнечный коллектор целесообразней всего использовать для приготовления горячей воды, которая понадобится всегда. Зимой коллектору намного больше будут помогать обычные источники энергии — от системы отопления или элеткронагрев.

Для ГВС коллектор намного выгоднее потому, что за период своей эксплуатации круглый сезон с него можно забрать и использовать больше энергии, чем если бы это делалось для отопления. А это значит, что прибор может оказаться выгодным, самоокупаемым.

КПД и эффективность

Коллектор наиболее выгодно использовать для подогрева воды, если он генерирует не более чем 70% требуемой энергии. Остальная энергия добирается за счет подогревом от других источников.

Почему солнечный коллектор не может сделать горячую воду, обычных 50 градусов?

КПД коллекторов быстро падает с ростом температуры теплоносителя. На графике видно, что пластинчатые приборы наиболее сильно зависят от температуры теплоносителя.

Пока теплоноситель холодный — КПД коллектора наибольший.

Отсюда, при проектировании систем нагрева отопления, следует учитывать довольно простой вывод — сначала нужно нагревать объем воды от солнечного коллектора. А затем догревать его до нужной температуры, например, электричеством.

Также из характеристик приборов известно:

Пластинчатые. Их эффективность намного больше летом, при прямом солнечном свете, они дают больше энергии чем трубчатые. Выгодней для приготовления ГВС. Зимой же, как указывалось, эффективность крайне низкая — не применимы.

Экономическая целесообразность — большой или маленький коллектор нужен?

Чем больше площадь солнечного коллектора, тем больше он поглощает энергии и тем больше будет температура теплоносителя. Но, согласно приведенным выше данным, с ростом температуры теплоносителя КПД приборов уменьшается.

Таким образом, слишком большой коллектор, при больших затратах, будет работать ненамного эффективней, чем маленький, — он просто не сможет поднять температуру выше из-за резкого падения КПД.

Как указывалось, для ГВС коллектор окажется экономически целесообразным, если будет давать не более 70 % необходимой энергии.

Но для радиаторного отопления, температура требуется обычно гораздо выше — до 80 градусов, причем зимой.
Здесь же коллектор окажется выгодным если будет генерировать не более 20-30% энергии.
Т.е. площадь коллектора не должна быть слишком большой, с целью добиться более высокой температуры, иначе прибор быстро выйдет за рамки окупаемости.

Какая площадь солнечного коллектора потребуется

Существуют сложные расчеты наиболее экономически целесообразных площадей солнечных коллекторов. Ниже приведены конечные рекомендации по подбору площади этих приборов, в реальных экономических условиях при низких ценах на углеводороды, по сравнению с Европой.

Количество энергии для ГВС полностью зависит от количества используемой воды. Поэтому данные приводятся из расчета на одного жителя.

Для отопления расчет такой — площадь прибора не более 0,4 м2 на каждый квадратный метр площади дома. Соответственно, для небольшого дома в 100 кв, предел целесообразности — 40 м кв. прибора.

Воспользовавшись подобными рекомендациями, или исходя из приведенных выше данных, можно говорить о подборе коллектора под конкретное жилище. Но нужно помнить, что цифры продавцов, могут быть слишком оптимистичными, так как они будут стремиться продать максимальную площадь.

Также много нюансов в системах подключения и размещения на крыше или на приусадебном участке. Подробней можно ознакомиться со схемами включения солнечных коллекторов

Солнечные коллекторы для отопления дома – максимум экономии

Человек постоянно старался максимально использовать возобновляемые источники энергии. На реках строятся плотины, употребляется энергия ветра, а в солнечных регионах и солнечный свет может стать хорошим источником энергии. Многих завлекает то, что такая энергия фактически бесплатна – потратиться придется лишь на установку соответствующего оборудования и периодическое физико-техническое обслуживание.

Виды солнечных коллекторов

Точно как мы знаем, что за сутки Земля в среднем получает столько же солнечной энергии, сколько все люди израсходует в лучшем случае за год. К сожалению, большинство данной энергии уходит впустую. Применение коллекторов разрешает перенаправить хотя бы часть полностью бесплатной энергии на свои потребности.

Такие устройства смогут употребляться, к примеру, для несложного подогрева воды в бассейне на улице, но и отопление дома солнечными коллекторами делается все более настоящим.

Обратите внимание! На 100 % обеспечить потребность дома в тепле коллекторы пока не в состоянии, особенно в случае если дом находится в жёстких климатических условиях. Исходя из этого они значительно чаще употребляются в связке с более привычными отопительными системами.

Перед тем как думать о коллекторной системе отопления не лишним будет ознакомиться с их основными видами.

вакуумные коллекторы на тепловых трубках – считаются самыми идеальными представителями этого класса устройств. В конструкции употребляются полые герметичные трубки с залитой вовнутрь легкокипящей жидкостью. При нагревании солнечным светом жидкость вскипает, испаряется и переносится в верхнюю часть трубки, где отдает тепло теплоносителю. Наряду с этим газ снова переходит в состояние жидкости и стекает вниз, цикл повторяется;

Обратите внимание! Вакуумный коллектор на теплотрубках стоит много, но это того стоит. Кроме высокой эффективности он отличается еще и устойчивостью к повреждениям, дело в том, что трубки работают независимо друг от друга и в случае если случится разгерметизация одной из них, то остальные все равно будут работать.

Отопление на солнечных коллекторах будет более действенным в случае применения вакуумных моделей. Дело в том, что конструкция трубок разрешает направить солнечные лучи под углом 90? к внутренней трубке кроме того в утренние и вечерние часы. Плоские коллекторы сейчас работают в разы менее действенно.

Единственным минусом вакуумных устройств можно считать цена. При таких условиях разовые затраты на монтаж отопительной системы будут выше, иначе, ремонт плоских коллекторов обойдется намного дороже, поскольку поменять придется всю пластину полностью, а не отдельную трубку.

Раздельно стоит упомянуть об устройствах, в которых в качестве теплоносителя употребляется воздушное пространство. Воздушный солнечный коллектор для отопления громадных площадей не подойдет, поскольку у воздуха если сравнивать с водой нехорошая теплопроводность.

Максимум на что такие коллекторы способны – создать комфорт в маленьком помещении, к примеру, маленькой мастерской. При таких условиях вентиляторы подают подогретый воздушное пространство в помещение и нет потребности тратиться на монтаж классической отопительной системы.

Применение солнечного коллектора для отопления дома

Не обращая внимания на различия в конструкции все коллекторы употребляются для одной и той же цели. Принцип работы у отопительных систем, применяющих энергию Солнца кроме этого не резко отличается – солнечная энергия передается теплоносителю (значительно чаще употребляется вода) и подогретая жидкость подается дальше, в отопительный контур.

Принцип действия отопительной системы с применением солнечных коллекторов

Отопление солнечными коллекторами возможно, как с естественной, так и с принудительной циркуляцией. В первом случае теплоноситель движется за счет отличия температур в подающем и отводящем трубопроводе, во втором – циркуляционный насос решает все вопросы с движением воды по контуру.

Обратите внимание! Система с естественной циркуляцией полностью независима от электропитания. Это может стать решающим причиной для загородных домов в труднодоступной местности.

Для систем с естественной циркуляцией свойственны такие особенности:

накопительный бак устанавливается в обязательном порядке выше уровня самого коллектора;
верхний вывод теплообменника – точка подключения подающей трубы, нижний – обратка;
кроме не сильный циркуляции отметить возможно да и то, что при таких условиях велик риск происхождения воздушных пробок.

В случае если с питанием нет неприятностей, то солнечный коллектор для отопления своими руками возможно применять в системе с принудительной циркуляцией. Работа таковой системы отличается тем, что по достижении определенной температуры теплоносителя она просто отключается.

Для этого в местах где к теплообменнику подключаются подающий трубопровод и обратка в обязательном порядке устанавливаются датчики для контроля температуры воды. Вне зависимости от того, употребляются вакуумные солнечные коллекторы для отопления либо простые плоские модели, такая система неспособна обогреть жилище, исходя из этого рекомендуется ее применять как дополнение к, к примеру, газовому либо электрическому обогреву.

Самодельный коллектор

Строго говоря, кроме того выкрашенная в черный цвет бочка с водой может принимать во внимание несложным коллектором, поскольку она преобразовывает солнечную энергию в тепловую и передает ее теплоносителю. Ясно, что в этом случае КПД будет минимальным и такое решение подойдет разве что для душа на дачном участке.

Однако, любому по силам самостоятельно изготовить коллектор, который возможно применять для обогрева жилья и подачи тёплой воды. Особенных навыков не потребуется, разве что умение работы со сварочным аппаратом.

Солнечный коллектор своими руками для отопления будет складываться из таких элементов как:

теплоизолированный короб, в нем поместиться радиатор;
аквакамера – пригодится для давления в системе;
бак для воды – накопитель;
трубы.

Система планирует в таковой последовательности:

вначале изготавливается короб, для него подойдут простые доски, а дно возможно усилить несколькими брусьями. Щели теплоизолируются любым доступным методом. На дне ящика должен находиться железный лист тёмного цвета, на него ставится радиатор (кроме этого окрашенный в черный цвет), все это накрывается прозрачным куском стекла и размещается на крыше;

на чердаке размещается накопительный бак и аквакамера, которая находится приблизительно на 1 метр выше бака;
после этого система соединяется трубами.

На протяжении работы подогретая вода в радиаторе поднимается вверх и по трубам поступает в бак, вытесняя холодную. Холодная вода напротив – попадает в радиатор.

Обратите внимание! Аквакамера делает еще одну функцию – не позволяет смешиваться горячей и холодной воде.

Таковой солнечный коллектор зимний период для отопления вряд ли может употребляться. Это скорее хороший метод существенно сократить затраты на оплату тёплой воды, при жажде он может употребляться чтобы мало разгрузить основную отопительную систему.

Подведение итогов

Солнечные коллекторы – попытка человека применять возобновляемый источник энергии в повседневной жизни. Такие решения пока что не могут обеспечить на 100%, к примеру, обогрев жилья, но смогут употребляться для понижения затрат на отопление приблизительно на 40-60%. Учитывая то, что тепловая энергия полностью бесплатна, неудивительно, что солнечные коллекторы пользуются популярностью (см.кроме этого статью “Ремонт вентиляции: кое-какие особенности и советы мастеров”).

На видео продемонстрирована работа самодельного коллектора.

Солнечные коллекторы для частного дома. Перспективная технология для организации горячего водоснабжения и отопления

Солнце – источник неисчерпаемой бесплатной энергии, ресурсами которой может воспользоваться любой желающий.

Нашим подписчикам — скидки на товары для отопления и водоснабжения.

Комплект с плоскими солнечными коллекторами auroSTEP plus – оптимальное решение для загородного дома.

Трубчатый солнечный коллектор auroTHERM exclusiv обеспечивает максимальную эффективность поддержки системы отопления.

Плоские солнечные коллекторы auroTHERM и auroTHERM plus – отличное соотношение цены и эффективности.

Покупка гелиосистем у официального дилера имеет ряд преимуществ:

+ 7 (495) 369-37-99 (круглосуточно)

Постоянный рост цен на отопление и горячее водоснабжение заставляет многих из нас задуматься о способах экономии. Но можно ли не просто сократить расходы на электроэнергию, а свести их к нулю? Можно, если использовать энергию солнца. Солнечные коллекторы – это источник бесплатной и экологически чистой энергии.

Такие коллекторы, или, как их еще называют, гелиосистемы, предназначены для аккумулирования солнечной энергии для нагрева воды. Использование данной установки дает возможность дополнительного отопления в весенний и летний период. Иными словами, обладатели солнечных коллекторов получают горячую воду и тепло совершенно бесплатно.

Устройство и принцип работы

Простейший солнечный коллектор – это металлические пластины черного цвета, заключенные в корпус из стекла или пластика, которые обычно монтируются на крыше дома. В сущности, солнечный коллектор представляет собой миниатюрную теплицу, которая накапливает солнечную энергию. Эта энергия согревает воду, циркулирующую по трубам, скрытым под пластиной. Чем больше энергии передается теплоносителю, тем выше его эффективность. Но, хотя принцип работы для всех коллекторов один и тот же, их конструкция несколько различается в зависимости от типа коллектора и сферы его применения.

Неиспользованная остывшая вода из резервуара постепенно опускается вниз, освобождая место нагретой воде из коллектора. Холодная вода попадает в теплообменник, где нагревается и вновь поступает в резервуар. На практике это означает, что вода в накопительной емкости всегда остается горячей – в ясные солнечные дни ее температура может доходить до 70 o С.

Типы и характеристики бытовых коллекторов для нагрева воды и отопления

Описанная схема работы коллектора очень упрощена, на деле же гелиосистемы несколько сложнее. Существует несколько типов солнечных коллекторов со своими конструктивными особенностями.

Плоские высокоселективные

Плоский коллектор – один из самых распространенных типов. Их преимущество состоит в невысокой цене, однако в сравнении с другими моделями они теряют больше тепла. Плоские солнечные коллекторы состоят из плоскостного поглотителя, прозрачного стеклянного покрытия, теплоизоляции с оборотной стороны и рамы, которая в основном делается из алюминия или стали.

Плоскостной поглотитель – это выкрашенный в темной цвет металлический лист, соединенный с теплопроводящими трубами. Слой поглотителя аккумулирует солнечные лучи и трансформирует солнечную энергию в тепловую, которая затем передается жидкости-теплоносителю (смеси воды и гликоля). Эта жидкость «направляет» тепло в солнечный аккумулятор. Стеклянное покрытие коллектора защищает поглотитель от воздействия окружающей среды и снижает потери тепла, создавая парниковый эффект. Эту же функцию выполняет и теплоизоляция из минерального волокна.

Вакуумные трубчатые

Солнечные коллекторы этого типа состоят из стеклянных трубок, внутри каждой из которых располагается устройство, поглощающее солнечный свет. Вакуум – идеальный теплоизолятор, и потому теплопотери таких коллекторов значительно меньше. Существует два вида вакуумных коллекторов, различающихся по способу нагрева – с косвенной теплопередачей и прямоточные. Первый вид устройств предназначен для всесезонного использования, а второй – для теплого времени года, с апреля до сентября.

Концентрационные

Весной, летом и осенью дневной угловой ход солнечных лучей больше 120 градусов – угла, в котором эффективно работают неподвижные солнечные коллекторы. Повышение эксплуатационных температур до 120-250 o C возможно путем введения в солнечные коллекторы концентраторов с помощью параболоцилиндрических отражателей, проложенных под поглощающими элементами. Они концентрируют солнечные лучи, и в результате их на панель попадает больше. Для получения более высоких температур требуются устройства слежения за солнцем. Это достаточно дорогостоящее решение и применяется оно в основном в промышленных целях.

Воздушные

Солнечные воздушные коллекторы используются для нагрева воздуха. Это простые плоские коллекторы, применимые для отопления помещений и сушки сельскохозяйственной продукции. Воздух проходит через поглотитель благодаря естественной конвекции или под воздействием вентилятора. Недостаток последнего варианта в том, что часть энергии тратится на работу вентиляторов.

Расчет мощности солнечного коллектора

Солнечные коллекторы для дома могут обладать весьма высокой производительностью. Чтобы точно рассчитать мощность коллектора, нужно знать его площадь поглощения, величину инсоляции для вашего региона и КПД коллектора.

Допустим, используется коллектор площадью примерно 1 кв. м, состоящий из 7 трубок, каждая из которых имеет площадь поглощения 0,15 кв. м. Получаемая мощность в расчете на один день вычисляется следующим образом: 0,15 (площадь поглощения 1 трубки) × 1173,7 (величина инсоляции в Московской области) × 0,67 (КПД солнечного коллектора) =117,95 кВт•час/кв. м. В среднем за сутки одна вакуумная трубка теплового коллектора вырабатывает 0,325 кВт•час. В наиболее солнечные летние месяцы она будет производить 0,545 кВт•час.

Использование солнечных коллекторов в России и мире

Солнечные коллекторы широко распространены во всем мире, хотя для нашей страны они все еще остаются новинкой. Настоящий бум солнечных коллекторов пришелся на 1970-е, во времена нефтяного кризиса. Тогда их начали применять во многих странах, от США до Японии. В Израиле в наши дни более 85% населения используют солнечные коллекторы. Сейчас общая мощность солнечных коллекторов мира превышает 200 гигаватт тепловой энергии и продолжает неуклонно расти. Использование данной технологии в Германии, например, оценивается в 140 кв. м/1000 чел., в Австрии – 450 кв. м/1000 чел., на Кипре – около 800 кв. м/1000 чел. В России этот показатель пока очень мал – лишь 0,2 кв. м/1000 чел.

Многие могут усомниться – разумно ли использование таких устройств в России, где климат далеко не такой теплый и солнечных дней значительно меньше, чем в южных широтах? Расчеты, проведенные в РАН, доказывают, что даже наша суровая погода – не препятствие для эффективной эксплуатации коллекторов. В средней полосе России мощность солнечного потока составляет от 100 до 250 Вт на 1 кв. м площади. Максимальное значение равняется 1000 Вт (при ясном небе в полдень). Следовательно, при установке солнечного коллектора площадью 2 кв. м вода в баке емкостью 100 л будет ежедневно прогреваться до температуры от 37 o С и более (этот показатель может доходить до 55 o С). А в теплые месяцы коллектор будет еще эффективнее.

Солнечные коллекторы применяются для отопления, нагрева воды, подогрева бассейнов, обеспечения энергией теплиц. Они легко интегрируются в любую сеть водо- и теплоснабжения и просто монтируются. С помощью солнечных коллекторов можно сократить расходы на оплату энергоносителей, а в летние месяцы получать и вовсе бесплатную горячую воду. К известным и надежным производителям солнечных коллекторов относятся такие компании, как FUTUS-NUKLEON (Австрия-Чехия), TiSUN (Австрия), Ferroli (Италия), но особым доверием специалистов пользуются коллекторы от немецких компаний – Wolf и Vaillant. Эти бренды не просто предлагают надежную продукцию – они постоянно совершенствуют свои системы и внедряют новые технологии.

Стоимость гелиоустановки для дома

Цена солнечного коллектора для отопления дома зависит от его типа, сложности системы и мощности, а также, не в последнюю очередь, от производителя. Относительно небольшие установки для частных домов, коттеджей и дач с номинальной мощностью около 2 кВт•ч стоят от 160 000 рублей в базовой комплектации, более мощные системы с несколькими коллекторами общей мощностью около 6 кВт•ч, предназначенные не только для нагрева воды, но и для отопления в весенне-зимний период, обойдутся в 270 000 рублей. К этому нужно прибавить стоимость монтажа и наладки.

За какой срок окупится коллектор? На это влияет режим эксплуатации. Солнечные коллекторы в отопительный период поддерживают отопление приблизительно на 25%, а горячее водоснабжение в летние месяцы на 80-90%, так что окупаемость будет напрямую зависеть от ваших обычных расходов на тепло и горячую воду. В среднем срок окупаемости коллекторов составляет от 2 до 8 лет. Все это указывает на экономическую целесообразность и перспективность использования технологии в России.

Солнечные коллекторы для отопления дома – максимум экономии

Человек всегда старался по максимуму использовать возобновляемые источники энергии. На реках строятся плотины, используется энергия ветра, а в солнечных регионах и солнечный свет может стать неплохим источником энергии. Многих привлекает то, что такая энергия практически бесплатна – потратиться придется только на установку соответствующего оборудования и периодическое техобслуживание.

Дом с солнечными коллекторами

Виды солнечных коллекторов

Достоверно известно, что за день Земля в среднем получает столько же солнечной энергии, сколько все человечество потратит в лучшем случае за год. К сожалению, большая часть этой энергии уходит впустую. Использование коллекторов позволяет перенаправить хотя бы часть абсолютно бесплатной энергии на свои нужды.

Таблица позволит представить объем солнечной энергии, который получает Земля

Такие устройства могут использоваться, например, для простого подогрева воды в бассейне на улице, но и отопление дома солнечными коллекторами становится все более реальным.

Обратите внимание! На 100 % обеспечить потребность дома в тепле коллекторы пока не в состоянии, особенно если дом находится в суровых климатических условиях. Поэтому они чаще всего используются в связке с более привычными отопительными системами.

Перед тем как думать о коллекторной системе отопления не лишним будет ознакомиться с их основными видами.

вакуумные коллекторы на тепловых трубках – считаются самыми совершенными представителями этого класса устройств. В конструкции используются полые герметичные трубки с залитой внутрь легкокипящей жидкостью. При нагревании солнечным светом жидкость вскипает, испаряется и переносится в верхнюю часть трубки, где отдает тепло теплоносителю. При этом газ вновь переходит в состояние жидкости и стекает вниз, цикл повторяется;

Схема работы теплотрубки

Обратите внимание! Вакуумный коллектор на теплотрубках стоит немало, но это того стоит. Помимо высокой эффективности он отличается еще и устойчивостью к повреждениям, дело в том, что трубки работают независимо друг от друга и если произойдет разгерметизация одной из них, то остальные все равно будут работать.

Устройство вакуумной трубки

плоский коллектор – асборбер (поглощающий элемент) в этом случае выглядит как пластина, соответственно, от размеров пластины зависит и мощность устройства. Светопоглощающий элемент передает накопленную энергию теплоносителю. Самым эффективным режимом работы считается тот, при котором теплоноситель нужно нагреть до температура на 20-40ᵒС больше, чем температура снаружи.

Устройство плоского солнечного коллектора

Отопление на солнечных коллекторах будет более эффективным в случае использования вакуумных моделей. Дело в том, что конструкция трубок позволяет направить солнечные лучи под углом 90ᵒ к внутренней трубке даже в утренние и вечерние часы. Плоские коллекторы в это время работают в разы менее эффективно.

Единственным минусом вакуумных устройств можно считать стоимость. В таком случае разовые затраты на монтаж отопительной системы будут выше, с другой стороны, ремонт плоских коллекторов обойдется намного дороже, ведь менять придется всю пластину целиком, а не отдельную трубку.

Отдельно стоит упомянуть об устройствах, в которых в качестве теплоносителя используется воздух. Воздушный солнечный коллектор для отопления больших площадей не подойдет, ведь у воздуха по сравнению с водой плохая теплопроводность.

Максимум на что такие коллекторы способны – создать комфорт в небольшом помещении, например, небольшой мастерской. В таком случае вентиляторы подают подогретый воздух в помещение и нет нужды тратиться на монтаж традиционной отопительной системы.

Схема работы воздушного коллектора

Использование солнечного коллектора для отопления дома

Несмотря на различия в конструкции все коллекторы используются для одной и той же цели. Принцип работы у отопительных систем, использующих энергию Солнца также не сильно отличается – солнечная энергия передается теплоносителю (чаще всего используется вода) и подогретая жидкость подается дальше, в отопительный контур.

Принцип действия отопительной системы с использованием солнечных коллекторов

Отопление солнечными коллекторами может быть, как с естественной, так и с принудительной циркуляцией. В первом случае теплоноситель движется за счет разницы температур в подающем и отводящем трубопроводе, во втором – циркуляционный насос решает все вопросы с движением воды по контуру.

Обратите внимание! Система с естественной циркуляцией абсолютно независима от электропитания. Это может стать решающим фактором для загородных домов в труднодоступной местности.

Один из вариантов отопительной системы с использованием солнечной энергии

Для систем с естественной циркуляцией характерны такие особенности:

накопительный бак устанавливается обязательно выше уровня самого коллектора;
верхний вывод теплообменника – точка подключения подающей трубы, нижний – обратка;
помимо слабой циркуляции отметить можно и то, что в таком случае велик риск возникновения воздушных пробок.

Если с питанием нет проблем, то солнечный коллектор для отопления своими руками можно использовать в системе с принудительной циркуляцией. Работа такой системы отличается тем, что по достижении определенной температуры теплоносителя она просто отключается.

Для этого в местах где к теплообменнику подключаются подающий трубопровод и обратка обязательно устанавливаются датчики для контроля температуры воды. Вне зависимости от того, используются вакуумные солнечные коллекторы для отопления или обычные плоские модели, такая система неспособна обогреть жилище, поэтому рекомендуется ее использовать как дополнение к, например, газовому или электрическому обогреву.

Рекомендуется дополнительный источник тепла, чтобы не зависеть от погодных условий

Самодельный коллектор

Строго говоря, даже выкрашенная в черный цвет бочка с водой может считаться простейшим коллектором, ведь она преобразовывает солнечную энергию в тепловую и передает ее теплоносителю. Понятно, что в этом случае КПД будет минимальным и такое решение подойдет разве что для душа на дачном участке.

Тем не менее, любому по силам самостоятельно изготовить коллектор, который можно использовать для обогрева жилья и подачи горячей воды. Особых навыков не потребуется, разве что умение работы со сварочным аппаратом.

Солнечный коллектор своими руками для отопления будет состоять из таких элементов как:

теплоизолированный короб, в нем разместится радиатор;
аквакамера – понадобится для создания давления в системе;
бак для воды – накопитель;
трубы.

Система собирается в такой последовательности:

сперва изготавливается короб, для него подойдут обычные доски, а дно можно усилить несколькими брусьями. Щели теплоизолируются любым доступным способом. На дне ящика должен находиться металлический лист черного цвета, на него ставится радиатор (также окрашенный в черный цвет), все это накрывается прозрачным куском стекла и размещается на крыше;

Основа – обычный деревянный ящик

на чердаке размещается накопительный бак и аквакамера, которая располагается примерно на 1 метр выше бака;
затем система соединяется трубами.

В этом примере использованы пластиковые трубы, но для большей долговечности лучше все-таки остановиться на металлическом трубопроводе

Во время работы подогретая вода в радиаторе поднимается вверх и по трубам поступает в бак, вытесняя холодную. Холодная вода наоборот – попадает в радиатор.

Обратите внимание! Аквакамера выполняет еще одну функцию – не дает смешиваться теплой и холодной воде.

Такой солнечный коллектор зимой для отопления вряд ли может использоваться. Это скорее неплохой способ существенно снизить затраты на оплату горячей воды, при желании он может использоваться для того, чтобы немного разгрузить основную отопительную систему.

Подведение итогов

Солнечные коллекторы – попытка человека использовать возобновляемый источник энергии в повседневной жизни. Такие решения пока что не способны обеспечить на 100%, например, обогрев жилья, но могут использоваться для снижения расходов на отопление примерно на 40-60%. Учитывая то, что тепловая энергия абсолютно бесплатна, неудивительно, что солнечные коллекторы пользуются популярностью (см.также статью «Ремонт вентиляции: некоторые особенности и рекомендации мастеров»).

На видео показана работа самодельного коллектора.

Понравилась статья? Подписывайтесь на наш канал Яндекс.Дзен

Альтернативный способ отопления с помощью солнечного коллектора.

Когда-то люди нагревали воду с помощью бочек, окрашенных в черный цвет, которые наполняли и, в течение дня, вода в них нагревалась на солнце до такой степени, что к вечеру можно было спокойно принимать душ. Эта нехитрая система послужила прототипом современной технике сбора солнечной энергии и преобразования ее в тепловую. Солнечный коллектор для отопления позволяет летом и зимой экономить до 50%.

Несомненным плюсом такой технологии является то, что этот источник альтернативной энергии неисчерпаем, а если брать в расчет, что данная система экологически безвредна, то пользоваться ей становится сплошным удовольствием. Даже в пасмурную погоду солнечный коллектор для отопления будет работать, и выполнять свою функцию, а в ясный день можно выжать до полутора тысяч киловатт. Цифры будут отличаться от местности, где находится установка, в какой широте и климатической зоне, однако, ее эффективность давно уже доказана.

В летний период, когда в отоплении нет никакой необходимости, установка может служить только для горячей воды в системе водоснабжения, а зимой принимать участие в обогреве жилых помещений. Солнечный коллектор для отопления не накапливает электроэнергию, как это делает солнечная батарея. Он лишь способен нагревать, соответственно, и область применения его достаточно ограничена.

Разновидности коллекторов.

Гелиосистема — это система преобразования солнечной энергии в любую другую, в том числе и тепловую энергию. Существует несколько основных типов коллекторов, которые отличаются между собой конструктивно: воздушный, плоский, коллекторно-концентратный и вакуумный. Помимо конструктивных отличий они еще отличаются по эффективности, но при этом и сложность установки у них разная.

Воздушный. Эта система основывается на эффекте парника. То есть некий короб, внутренняя часть которого окрашивается в черный цвет для лучшего нагрева, а сверху его закрывают стеклом или иным прозрачным материалом. Воздушный поток можно перемещать с помощью нагнетателя. Из плюсов такой гелиосистемы можно отнести легкость и простоту монтажа, нет необходимости в каких-то специальных устройствах. Стоит взять в расчет, что теплоносителем является воздух, а значит, полностью исключена возможность протечки. К минусам относится невысокий КПД из-за прямой зависимости от погодных условий, невозможность использовать зимой в северных широтах. Такой коллектор чаще используют, как дополнение к основному.
Плоская гелиосистема. Это уже профессиональное оборудование, которое представляет собой панели, защищенные сзади теплоизоляцией, а сверху покрытые рельефным поликарбонатом или закаленным стеклом. Увеличить нагревательный эффект позволяет дополнительное оптическое покрытие. Внутри такой панели проходит теплопроводная система труб, которая и разносит тепло по дому. Из минусов стоит взять в расчет достаточно большие теплопотери, несмотря на присутствие теплоизоляции в устройстве, поэтому, данная система проявит себя во всей красе лишь в южных широтах, а также большая парусность и сложность монтажа. Положительная сторона плоской модели — в высокой производительности в подходящих условиях.
Коллекторно-концентратная система. Расчет сделан на параболоцилиндрический отражатель, вмонтированный под прозрачной поверхностью. Такая гелиосистема нагревает не какой-то конкретный теплоноситель, а прогревает сразу воздух в помещении. Эффективность такого устройства повышают датчики слежения за солнцем.
Вакуумный метод. Данная конструкция схожа с плоской гелиосистемой. Стеклянные трубки размещены на темном покрытии в специальных секциях, но эффективность вакуумной схемы превышает все остальные. Расчет сделан по принципу термоса. Это полностью исключает возможность теплопотери. Внутри стеклянной колбы размещен медный стержень, при этом колба имеет двойное остекление, между которым как раз и находится вакуум. Даже зимой, когда температура окружающей среды находится в отрицательных значениях, вакуумная гелиосистема отлично работает. К минусам можно отнести то, что данную установку вряд ли получится собрать самостоятельно из-за технически сложного устройства, а так же особенностей монтажа.

Экономия использования солнечного коллектора очевидна.

С помощью нехитрых математических вычислений, расчет показывает, что солнечные коллекторы для отопления действительно являются альтернативными источниками энергии, которые позволяют существенно сэкономить свои, заработанные кровью и потом, деньги.

Системы имеют конструктивные отличия, а также отличается их КПД, но при этом и назначение их может быть разным. Кому-то достаточно нагреть немного воды для душа, а кто-то решится использовать гелиосистему для отопления и водоснабжения. Современные технологии позволяют подобрать каждому пользователю нужный коллектор, произведя собственный расчет.

Солнечный воздушный коллектор, или Как сэкономить на отоплении

Источник фото: sun-eco.ru

Одной из самых затратных статей при содержании частного дома является его отопление и организация горячего водоснабжения

Традиционные варианты отопления хорошо известны – это печное отопление, установка котла на твердом топливе или газе, электрическое отопление.

Каждый из этих вариантов имеет свои недостатки, и самый главный – высокая стоимость отопления. Так, для отопления частного дома площадью до 100 кв.м необходимо в среднем 3 – 5 тонн угля, а у нас в Бурятии при нашем холодном климате и того больше. В итоге отопление дома и его снабжение горячей водой обходится в 30 – 40 тысяч рублей в год.

Об электрическом отоплении не приходится и говорить, ведь даже при использовании самых современных электродных котлов или инфракрасных излучателей счет за потребленное электричество может достигать 3 – 5 тысяч рублей в месяц.

Итоги наших подсчетов неутешительны, поэтому возникает закономерный вопрос – как сэкономить на отоплении, где взять источник дешевой, а еще лучше абсолютно бесплатной энергии?

Идеальный вариант – использование энергии солнца!

Солнечная энергия является поистине неисчерпаемой. Проблема лишь в том, что ее очень сложно использовать, подавляющая часть существующих на данный момент решений является слишком затратной. Взять хотя бы солнечные фотоэлектрические батареи – вроде бы отличное решение, но они обеспечивают только потребности бытовых приборов, а отопительные приборы им не под силу.

Достаточно большое распространение получили вакуумные солнечные коллекторы, в которых энергия солнца нагревает теплоноситель, обычно это вода. Здесь тоже есть свои проблемы – ненадежность конструкции, проблемы с замерзанием в зимний период, система малоэффективна в ночное время (температура теплоносителя быстро падает). Оптимально на отопление они будут работать при использовании системы отопления «теплый водяной пол».

Так как же эффективно и без лишних проблем использовать солнечную энергию? Очень хорошим вариантом, одним из лучших на сегодняшний день, является использование воздушных солнечных коллекторов компании «СанЭко» и МИП «Тепловые насосы».

Воздушные солнечные коллекторы «СанЭко»

Какие же принципиальные отличия есть у коллекторов «СанЭко» по сравнению с упомянутыми выше вариантами? Прежде всего эти коллекторы воздушные. Это значит, что теплоносителем в них служит самый обычный воздух – ему не страшны морозы, он не может протечь, уходят в никуда традиционные проблемы с коррозией водяных магистралей. Маломощный вентилятор (может работать от небольшой солнечной батареи) подает воздух в систему, а на выходе из нее мы уже имеем горячий воздух, который можно использовать для обогрева дома или нагрева воды в специальном теплообменнике.

«Сердцем» новой системы являются вакуумные трубки, позволяющие использовать свыше 90% попадающей на коллектор солнечной энергии, а также специальные цилиндры, которые размещены внутри колбы, – они накапливают тепловую энергию. Именно эта инновационная разработка обеспечивает солнечным коллекторам «СанЭко» такую высокую эффективность и удобство в использовании.

Об удобстве использования стоит поговорить особо. Как уже было сказано выше, в этой системе нет воды, воздушный солнечный коллектор абсолютно безопасен и удивительно надежен. В нем нечему замерзать, сгорать, замыкать, он не требует какого-то специального обслуживания и может служить безо всякого ремонта десятки лет!

Отметим и еще одно важнейшее достоинство представленного вашему вниманию воздушного коллектора – он запасает тепло в течение дня и отдает его ночью. При этом ему не требуются баки для аккумуляции тепла или иные дополнительные приспособления – тепловая энергия солнца запасается в самих вакуумных трубках. А конкретнее в специальных РСМ-стержнях, принцип работы которых основан на фазовом переходе вещества. Днем они аккумулируют избытки тепла, ночью же отдают его, нагревая проходящий через коллектор воздух. В итоге система обеспечивает эффективное круглосуточное отопление!

Может ли солнечный коллектор «СанЭко» заменить обычную систему отопления?

Это напрямую зависит от региона. В южных районах страны – да, может. Морозы там не слишком сильные и непродолжительные, поэтому энергии солнца вполне хватает для отопления и горячего водоснабжения. В более холодных регионах воздушные солнечные коллекторы «СанЭко» можно использовать в качестве дополнительной системы отопления, позволяющей достичь очень существенной экономии. По большому счету, вы будете круглый год отапливать дом с помощью солнечного коллектора и только в сильные морозы включать традиционную систему отопления. Экономия топлива (угля, газа и пр.) составляет от 30 до 100% – согласитесь, это более чем весомый показатель.

Напоследок добавим, что воздушные солнечные коллекторы могут использоваться не только для отопления дома – они с успехом отапливают теплицы, сушат зерно и древесину, эффективно используются везде, где нужен горячий воздух.