Виды солнечных водонагревателей и их характеристики
Солнечные водонагреватели представляют собой комплекс оборудования для нагрева воды с использованием солнечной энергии. Другое название этих устройств – солнечные коллекторы. В отличие от фотоэлектрических панелей, использующих солнечный свет для выработки электроэнергии, солнечные обогреватели сразу же получают тепловую энергию, которую передают теплоносителю (воде, антифризу и т. д.).
Они образуют целую систему, состоящую из следующих элементов:
- Коллекционер. Панель, принимающая тепловую энергию и передающая ее теплоносителю.
- Резервуар. Емкость, в которой накапливается нагретая вода, а остывший теплоноситель заменяется свеженагретым потоком.
- Отопительный контур. Обычная радиаторная система или теплый пол, реализующая энергию теплоносителя. В некоторых типах систем отопительный контур не входит в объем коллекторной системы, получая энергию в накопительном баке, который в данном случае является теплообменником.
По типу тиража
Циркуляция теплоносителя позволяет получать тепловую энергию взамен энергии, выделяемой во внутреннюю атмосферу дома. Есть два типа:
- Естественный. Используется движение нагретых слоев жидкости вверх с замещением их более холодными слоями. Он не требует каких-либо устройств или использования электричества, а зависит от многих факторов - взаимного расположения коллектора, накопительного бака и других элементов системы, температуры и т. д. Движение жидкости неустойчиво, способно увеличиваться и уменьшаться.
- Принужденный. Потоки направляются циркуляционным насосом. Есть стабильный режим с постоянным расходом, что позволяет обеспечить стабильный режим обогрева дома.
Принудительная циркуляция более эффективна и позволяет расположить узлы системы в наиболее удобном порядке, не обращая внимания на перепады высот и объемов.
По типу коллектора
Существуют конструкции коллекторов с различной эффективностью, возможностями и способом передачи тепла. Среди них:
- Открытым. Плоские длинные лотки или желоба из черного пластика, в которых циркулирует вода. КПД открытых коллекторов очень низкий, но простота и дешевизна способствуют их популярности. Используется для нагрева воды для летнего душа или бассейна.
- Трубчатые (термосифонные). Основным элементом является коаксиальная трубка с вакуумным слоем между внешними слоями, надежно изолирующим содержимое трубок. Конструкция эффективна, но дорога и не подлежит ремонту.
- Плоский. Это закрытые емкости с прозрачной верхней панелью. Внутренняя поверхность покрыта слоем ресивера тепловой энергии, который передает ее воде, движущейся внутри трубок, припаянных к ресиверу. Простая и эффективная конструкция, в которой для большего эффекта иногда создается вакуум для теплоизоляции.
От того, какой коллектор установлен в системе, и насколько он вписывается во внешние условия региона – климат, погоду, количество и продолжительность солнечных дней – зависит, насколько эффективной будет солнечная система нагрева воды.
Для чего можно использовать?
Солнечный водонагреватель обычно используется как основной или дополнительный источник энергии для подготовки теплоносителя отопительного контура. Кроме того, солнечный водонагреватель может готовить горячую воду для бытовых нужд.
Одним из распространенных применений солнечного нагрева воды является подача горячей воды в душ или умывальник на открытом воздухе, а также для нагрева воды в бассейне. Подогретую воду можно использовать для полива растений в теплицах и теплицах. Чем удачнее внешние условия, тем больше способов использования солнечных батарей для нагрева воды можно найти и использовать.
Монтаж
Солнечные водонагреватели для дома устанавливаются на открытой площадке так, чтобы поток солнечного света падал на них вертикально в течение всего дня. Солнце движется по небу, но всегда можно обеспечить максимально равномерное освещение. Основная задача – обеспечить отсутствие барьеров для получения тепловой энергии. Обычно коллекторы устанавливаются на скатах крыш, так как это экономит площадь и исключает доступ злоумышленников, животных и других нежелательных элементов.
При удачном размещении панели температура застоя (теплоносителя, не находящегося в состоянии циркуляции) может достигать до 300°. Добиться такого результата непросто, чаще всего температура не превышает 60-65°, но и это вполне приемлемый результат для системы отопления, контура ГВС или теплого пола. Однако возможность повышения температуры предъявляет особые требования к материалу соединительных труб.
Важный! Не допускается установка пластиковых или стальных труб, только нержавеющая сталь или медь. Кроме того, цепь должна быть качественно изолирована.
Ошибки, допущенные при установке, снижают эффективность солнечного водонагревателя, цена которого достаточно высока, чтобы ею можно было пренебречь. Различают два типа установки, имеющие принципиальное отличие:
Пассивный
- Установка работает полностью автономно, без каких-либо дополнительных устройств. Энергия принимается и передается непосредственно теплоносителю, который самотеком поступает в накопительный бак. Примером пассивной установки является бак для воды темного цвета для лучшего обогрева. Нагрев воды в нем происходит без дополнительной помощи, нужно лишь поставить бак под лучи солнца.
- Циркуляция также естественна, теплые слои поднимаются вверх, уступая место холодным, которые, нагреваясь, в свою очередь уступают место остывшим слоям. Простота и отсутствие необходимости в обслуживании таких установок привлекательны, но режим их работы крайне нестабилен, а КПД составляет лишь малую часть того, что физически возможно.
Активный
Обзор рынка: производители и модели
Наибольшее развитие и распространение технология получила в южных странах, где поток энергии имеется постоянно. Покупателей, решивших приобрести и установить солнечные панели для нагрева воды, зачастую цена интересует даже больше, чем технические и эксплуатационные характеристики.
Рассмотрим самые известные компании, занимающиеся производством данного оборудования:
- Sunrain Solar Energy Co., Ltd. Это китайская компания, полностью изготавливающая системы водяного отопления на собственных мощностях.
- Buderus, Vaillant, Viessmann — три компании из Германии. Европейское оборудование славится своим качеством и возможностями, но эталоном среди всех альтернатив являются немецкие установки.
- Аристон, Ферроли. Итальянские компании, обеспечивающие высокое качество и относительно низкие цены на отопительное оборудование.
При покупке солнечных водонагревателей, цена которых кажется весьма приемлемой, необходимо внимательно изучить паспорт и технические характеристики установки. Есть недобросовестные производители и продавцы, предлагающие поддельные устройства. Если вы сомневаетесь, вы должны запросить сертификаты оборудования. Если их нет в наличии, следует поискать необходимые устройства в других магазинах.
Нужно учитывать, что это оборудование может быть очень дорогим не столько из-за высокого качества, сколько в зависимости от страны-производителя. Так, российские установки могут стоить 20 тысяч рублей, а европейские аналоги того же уровня будут стоить в 3-4 раза дороже.
Какой выбрать для бассейна?
Выбор солнечного нагревателя для бассейна определяется его размером, объемом воды, расположением и другими критериями. Солнечные водонагреватели, цена и параметры которых находятся в наилучшем сочетании, могут быть изготовлены в разных вариантах исполнения. Можно использовать все доступные варианты, от самых простых открытых конструкций до самых сложных и дорогих систем с конденсатной камерой.
Чем проще комплекс, тем он дешевле и надежнее, но и эффективность его будет соответственно ниже. Основным критерием выбора следует считать размеры искусственного водоема и частоту подпитки извне. Специалисты рекомендуют для бытовых целей обойтись простыми и дешевыми гибкими моделями, представляющими собой резиновые плоскости с впаянными внутрь трубками, по которым пропускается вода. Стоят они недорого, но дают достаточно тепла для поддержания нормальной температуры в бассейне.
При необходимости подогрева воды в искусственных водоемах общественного или коммерческого назначения рекомендуется приобретать полноценные комплексы из вакуумных трубок, либо панельных конструкций. Они демонстрируют высокий КПД и позволяют получить достаточное количество тепловой энергии. Параметры таких установок подробно указаны в паспорте, что позволяет выбрать наиболее подходящий по производительности комплекс.
Как сделать водонагреватель своими руками?
Самостоятельное изготовление солнечного водонагревателя позволяет немного сэкономить и получить возможность бесплатно нагревать воду для любых нужд. Нет смысла использовать дорогие материалы, так как результат будет зависеть не столько от них, сколько от тщательности и аккуратности сборки, а также от площади нагрева. Не желательно браться за изготовление вакуумных или компрессорно-конденсаторных агрегатов; проще сделать самые доступные и надежные панели. Рассмотрим самые популярные и распространенные варианты самостоятельного изготовления солнечных водонагревателей:
Поликарбонат
Поликарбонат представляет собой прозрачный пластиковый лист. Для изготовления коллектора необходим сотовый материал, представляющий собой двойной лист, соединенный поперечными полосами. Вся плоскость представляет собой набор отделенных друг от друга каналов, но имеющих выход наружу из торцевой части.
Для изготовления нужно взять два листа одинакового размера. Один будет поглотителем, т.е. получать солнечное тепло и отдавать его воде. Второй — внешний защитный слой, обеспечивающий сохранность рабочей плиты и способствующий сохранению тепловой энергии. Для утепления используется лист пенопласта такого же размера, который будет приклеиваться к обратной стороне.
В качестве коллектора (распределителя) будет использоваться полипропиленовая труба. На каждую панель нужно по 2 таких трубы. В них нужно сделать продольный разрез, длина которого точно равна ширине листов поликарбоната. В эти прорези вставляются концы рабочих пластин (обеих), после чего они тщательно заклеиваются клеевым пистолетом.
Важный! Тыльная сторона рабочей пластины окрашивается в черный цвет, после чего на нее наклеивается поролон. Затем на лицевую сторону наклеивается внешний защитный слой.
К диагонально противоположным концам полипропиленовых трубок приклеиваются фитинги, с помощью которых коллектор будет соединяться с остальной системой. Свободные концы плотно закрывают заглушками. После высыхания клея коллектор заливают водой и проверяют на герметичность, которые сразу же устраняют. Затем панель можно подключить к системе и запустить в работу.
Из пластиковых бутылок
Коллектор из пластиковых бутылок – один из вариантов самодельного трубчатого водонагревателя. Собственно бутылки служат только для теплоизоляции, основную функцию выполняют черные пластиковые трубки, концы которых вставляются в средние ПВХ трубы тройников. Эти тройники соединяются в одну линию, образуя коллектор, который впоследствии можно увеличить до любого размера, просто присоединив дополнительные трубки. У бутылок отрезается дно, их надевают на трубку по одной так, чтобы горлышко плотно входило в спинку.
Получается внешняя прозрачная труба, закрывающая трубу и создающая эффект теплицы внутри. Когда вода проходит по трубам, она нагревается солнечным теплом и направляется в систему для использования по назначению.
Советы по эксплуатации
Эксплуатация солнечных обогревателей не представляет значительных трудностей. Если система правильно установлена и настроена, то владельцу останется только поддерживать чистоту приемных панелей и целостность соединений. При необходимости необходимо заменить вышедшие из строя узлы и элементы, восстановить герметичность трубок и других деталей. Особых рекомендаций нет, все действия выполняются в соответствии с необходимостью и целесообразностью.
Цены на солнечные обогреватели и где лучше купить?
Как вам статья?