1. Види сонячних колекторів для нагріву води
2. плоскі
3. вакуумні
4. Особливості конструкції і установки сонячних колекторів
5. Сонячний водонагрівач своїми руками
6. Скільки коштують сонячні колектори для опалення та їх ефективність

Сонячні колектори для нагріву води в наш час стали дуже перспективним обладнанням. У приватному секторі впровадження подібних систем часто дає суттєву економію при оплаті послуг ЖКГ. Такі сонячні водонагрівачі можуть служити в ролі економного і ефективного опалювального обладнання. Тому вони можуть зацікавити не тільки власників будинків в приватному секторі, а й власників невеликих підприємств малого бізнесу. Наприклад, невеликих будинків відпочинку або готелів. Адже сонце є невичерпним і безкоштовним джерелом тепла і електроенергії. Купівля сонячних колекторів і використання їх для нагріву води є економічно виправданою і має позитивні відгуки. Сьогодні ми поговоримо про сонячні колектори для нагріву води, їх особливості та ефективності.

Зміст статті

Види сонячних колекторів для нагріву води

В основу функціонування сонячних колекторів для нагріву води покладені фізичні закономірності, які ми всі проходили ще в школі. Зокрема, рідина меншої щільності витісняється тієї, що має велику щільність. Цей принцип лежить в основі всіх стандартних систем водяного опалення. У них вода з низькою температурою, що має більш високу щільність, є рушійною силою для гарячої води. Відмінність від традиційних систем тільки в тому, що в звичайному огрівальному котлі застосовуються електрику, газ, дизель і т. П. А в сонячних водонагрівачах застосовується альтернативне джерело енергії - сонце.

Сонячний колектор для нагрівання води

Сонячні водонагрівачі можна класифікувати за різними параметрами. Зокрема, по температурі нагріву пластини, їх можна поділити на:

• Низькотемпературні. У низькотемпературних нагрівачів потужність невелика і воду вони нагрівають до 500 градусів Цельсія. Саме цей тип нагрівачів застосовується в приватних господарствах;
• Середньотемпературні. Нагрівають воду до 800 градусів за Цельсієм. Застосовуються для обігріву багатоквартирних будинків;
• Високотемпературні. Використовуються для нагріву води на промислових підприємствах.

Також можна поділити сонячні колектори для нагріву води за їх конструкції. Існують наступні види.

плоскі

Тут в ролі поглинача сонячної енергії виступає алюмінієва або мідна пластина. Вибір цих матеріалів пояснюється їх високою теплопровідністю. На робочу пластину наносять спеціальне покриття, яке забезпечує максимальний збір теплової енергії сонячного світла. Крім того, покриття запобігає відображення світлових променів від пластини. Зверху конструкцію накривають геліосклом.

Є такі марки стекол, які не містять домішок заліза. Таке скло не відбиває сонячне світло і добре пропускає його всередину колектора. Крім того, воно має хорошу стійкість до механічних впливів. Рамку плоского водонагрівача роблять з алюмінію або «нержавійки». Підстава водонагрівача, на якому знаходиться робоча пластина, утеплюється теплоізоляцією.

Плоский сонячний колектор

Плоскі сонячні колектори можна закріпити в будь-якому місці будови. На стінах, фасаді, даху. Для цього підходить будь-яка площина, що виходить на південь. Такі моделі успішно застосовуються для опалення приміщення і нагріву води. Площа самої панелі близько двох квадратних метрів. Для збільшення потужності такі панелі часто об'єднують в одну.

вакуумні

Конструкція вакуумних водонагрівачів передбачає систему з трубок. У верхній частині таких колекторів є єдина панель з таких трубок. Принцип дії таких водонагрівачів подібний термосу. Мідна трубка вкладена в скляну трубку, а між ними створений вакуум, який є ідеальною теплоізоляцією.

Вакуумний сонячний колектор

Зовнішня трубка виконана з геліосклом. У ній знаходиться мідна трубка з теплоносієм. Вакуум в такій системі забезпечує зниження втрат тепла в 2,5 рази в порівнянні з плоскими колекторами. Ефективність подібних водонагрівачів безпосередньо залежить від герметичності елементів. Вакуумні трубки без проблем можуть використовуватися в мороз за умови, що система буде функціонувати постійно.

Є такі різновиди вакуумних колекторів:

• Моделі з прямоточною циркуляцією. Вони більш зручні в плані експлуатації. Кріпляться вони вертикально або горизонтально. Конструкція подібних водонагрівачів передбачає подачу в них води і висновок обратки в контур. Тобто, теплоносій тут циркулює по замкнутому контуру. Це дозволяє звести до мінімуму втрати тепла.
• Моделі з тепловими трубками. Тут трубка кріпиться в системі, що називається «на суху». Тобто, система більш придатна для ремонту. Трубки в цьому випадку можна без проблем замінити, а також вибрати для них оптимальне положення до сонячних променів шляхом повороту навколо своєї осі.

Особливості конструкції і установки сонячних колекторів

Найбільш поширений вид сонячних колекторів на сьогоднішній день - це накопичувальний бак. Це найпростіший водонагрівач. Спеціальний бак розміщують на даху якого-небудь будови. Найчастіше це буває літній душ на дачній ділянці. Вода в баку протягом світлового дня гріється і далі можна приймати душ. Температура води в такому баку може доходити до 40 градусів Цельсія.

Літній душ на дачі

Вода в цьому випадку виходить з бака самопливом завдяки тому, що є природний перепад висоти. Такі системи використовуються в основному для літніх душів, але при бажанні їх можна доопрацювати для гарячого водопостачання будинку.

Функціонування сонячних водонагрівачів засноване на різниці щільності води води при різній температурі. Нагріта рідина виштовхується нагору більш щільною холодною водою, яка потім нагрівається, і так далі. У таких простих системах вода може рухатися самопливом. Однак в більшості систем ГВП використовуються насоси для примусової циркуляції води.

Щоб водонагрівач було зручніше використовувати і обслуговувати, фахівці рекомендують виконувати такі моменти:

• Щоб було зручно стравлювати повітря, в нижній частині теплообмінника потрібно зробити дренажні вентилі;
• Обов'язково потрібно зробити якісну і надійну теплоізоляцію трубопроводу, по якому циркулює нагріта рідина. Теплоізолювати труби можна за допомогою різних сучасних матеріалів;
• Для підвищення продуктивності колекторів, їх можна об'єднувати в одну систему;
• В системі повинен бути вентиль, який припиняє циркуляцію теплоносія. Він буде потрібно для припинення циркуляції, якщо температура сильно знизилася;
• Для отримання води, необхідної температури, використовуються змішувачі.

Сонячний водонагрівач своїми руками

Сонячний водонагрівач є тільки одним вузлом (хоча і найважливішим) в системи обігріву або ГВП будинку. Для нормальної роботи потрібен накопичувач тепла. Це ізольований бак, який накопичує і зберігає нагріту воду (або інший теплоносій) тривалий час. Зазвичай нагрів теплоносія в подібних системах відбувається за допомогою природної циркуляції завдяки різниці температур. При цьому вода проходить через колектор, де нагрівається, і поступово витісняється звідти холодною водою. Тобто, для успішної роботи такого водонагрівача потрібно правильне підключення накопичувача тепла, з колектором і необхідними трубопроводами. Давайте, розглянемо деякі неоднозначні моменти при створенні такої системи своїми руками.

Сонячний водонагрівач своїми руками

Для успішної роботи самопливом без використання насоса потрібно утеплений накопичувач поставити на однаковому рівні з колектором. При використанні старого водонагрівача потрібно провести невелику модифікацію. Потрібно врізати патрубки зверху і знизу бачка. Тоді нагріта вода буде безперешкодно підніматися у верхню частину. Резервуар потрібно робити розміром, порівнянним з габаритами водонагрівача.

Перед складанням сонячного водонагрівача варто також обміркувати ще один важливий момент. А саме, підключення колектора до водопроводу. Напірний водопровід в цьому випадку необхідний. Найпростішим варіантом є все той же бак на даху, звідки вода йде в душ або в умивальник. В такому спрощеному вигляді колектор (бак) підключається до водопроводу так, щоб приплив холодної води був знизу, а нагріта вода відводилася зверху.

Коли будується складніша система водонагрівача, то використовується теплообмінник, насос та інше супутнє обладнання. Вода (або теплоносій) в таких системах циркулює в одному контурі, а тепло вона віддає у внутрішній контур. Вода з внутрішнього контуру вже використовується в побутових цілях. Ефективність в цьому випадку вище, оскільки в колекторі вода лише підігрівається, а в теплообміннику трохи остигає.

Теплообмінник, який передає тепло у внутрішній контур, зазвичай ставиться в будинку. Як правило, це підвальне приміщення, що порушує природну циркуляцію. Тому прокачування води системи здійснюється за допомогою насоса. Якщо система встановлюється в літньому будиночку, де живуть тільки влітку, то краще робити спрощену версію, коли накопичувальна ємність ставиться на даху. У такій спрощеній версії можна навіть і не утеплювати накопичувальний бак.

Скільки коштують сонячні колектори для опалення та їх ефективність

Ціна сонячного колектора безпосередньо залежить від його розміру. А розміри, в свою чергу, залежать від габаритів самого будинку і необхідності в гарячій воді. Перед проектуванням зазвичай проводиться енергетичне обстеження будинку. Після цього обчислюється необхідне число колекторів, щоб забезпечити необхідний результат з мінімальними витратами.

Ефективність сонячних колекторів

В середньому, якщо в рік на утримання колектора витрачається до тисячі рублів, то він може видавати 150─300 літрів гарячої води одночасно. Термін експлуатації такого водонагрівача близько 10─15 років. Для порівняння, електричний котел вимагає на утримання в рік приблизно 2─6 тисяч руб. При цьому він видає від 60 до 120 літрів гарячої води. І термін служби складає близько 8 років.

Колектори, які використовують сонячну енергію, ефективні і в цілях опалення. Добре показують себе комбіновані системи, що поєднують сонячну і електричну енергію. При цьому після окупності обладнання ви будете економити на тарифах за ГВП та опалення. Середньостатистичний вакуумний колектор може протягом літнього сезону виробити потужність 2200 кВт / год. Ця теплова енергія еквівалентна тепла, яке виділяється при спалюванні 200 літрів дизпалива або 4 центнерів кам'яного вугілля. Плюс полягає в тому, що сонячну енергію не потрібно купувати і транспортувати до місця використання.

Ціна невеликих сонячних водонагрівачів для використання влітку з накопичувальної ємністю до 300 літрів коштують близько 50 тисяч руб. Цілорічні вакуумні колектори з накопичувальної ємністю близько 500 літрів коштують близько 350 тисяч. Плоскі моделі сонячних колекторів, звичайно, дешевше. Система для опалення будинку площею сто квадратних метрів з 4 колекторами (по 6 кВт) і накопичувачем до 300 літрів коштуватиме приблизно 150 тисяч руб. Якщо до цього додаються теплі підлоги, то ціна виходить на рівень 200─250 тисяч.

Сучасні системи з опаленням і ГВП (на будинок 200 квадратних метрів), 2-контурним баком, що мають в своєму складі кілька колекторів переступають позначку в 300 тисяч рублів. Якщо говорити про найпотужніших системах для обігріву та ГВП будинків з площею 300 «квадратів» і більш, то їх вартість починається від 0,5 мільйона рублів.
Якщо стаття виявилася для вас корисною, розповсюдьте посилання на неї в соціальних мережах. Це допоможе розвитку сайту. Голосуйте в опитуванні нижче і оцінюйте матеріал! Виправлення і доповнення до статті, а також ваш досвід використання сонячних водонагрівачів, залишайте в коментарях.