(495) 766-86-01603-971-803
Мы работаем по выходным - тел. 8-926-197-21-13
 

Как установить солнечный коллектор для отопления


изготовление, установка и подключения + (пошаговая инструкция)

Солнце является неиссякаемым источником энергии. Весьма заманчивым является его использование для нагрева воды и отопления помещений, так как при этом нет необходимости платить за энергоносители. В этом обзоре подробно описано то, как работают различные конструкции солнечных коллекторов, их достоинства и недостатки и области применения.

Краткое содержимое статьи:

Назначение

Солнечные коллекторы предназначены для улавливания энергии солнца. Принцип их действия достаточно прост. Он заключается в том, что поступающее излучение нагревает теплоноситель. Посмотрев на фото солнечных коллекторов можно увидеть, что все они имеют внешнее сходство. Они состоят из панелей с трубками, которые под действием солнца нагреваются.

Полученное тепло может использоваться для нагрева воды в хозяйственных нуждах или для отопления помещений. Нагретый теплоноситель поступает в накопительный бак. В нем может быть установлен дополнительный нагреватель, который повышает температуру теплоносителя до необходимого значения при недостаточной интенсивности солнечного излучения.

Нагрев может быть осуществлен с помощью электронагревателя или с использованием более совершенного теплового насоса. Кроме того, этот аппарат может передавать тепло в систему отопления, дополняя её с целью экономии.

Использование коллекторов позволяет или полностью отказаться от нагревательных приборов или существенно сократить их использование и дать дополнительную экономию электроэнергии или газа.


Принцип действия

В большинстве случаев такие солнечные коллекторы используются для нагрева воды в теплое время года. Они собираются из металлических трубок, которые нагреваются на солнце и передают его тепло воде. Такие приборы могут быть разной формы и размера, но по сути представляют собой систему из металлических труб, по которым движется теплоноситель, а сами трубки нагреваются солнцем. Нагретая вода поступает в накопитель.

Более сложными являются устройства, которые предназначены для использования в холодное время года. Их особенностью является способность улавливать и сохранять тепло при низких температурах окружающей среды. При этом внутренняя часть системы должна разогреваться достаточно сильно, чтобы была возможность отапливать помещение.

В таких приборах необходимо одновременно изолировать теплоноситель от окружающей среды для сохранения полученного тепла и оставлять его прозрачным для солнечных лучей. Поэтому приборы, предназначенные для зимнего периода, имеют более сложную конструкцию.


Трубки представляют собой стеклянные термосы из достаточно толстого стекла. Внешняя поверхность трубки прозрачна. Внутренняя стенка покрыта черной краской. Из пространства между двух стенок полностью откачан воздух. В вакууме солнечные лучи без препятствий достигают внутренней темной стенки. Энергия не может выйти наружу в виде тепловых лучей, так как вакуум обладает крайне низкой теплопроводностью.

Солнечные коллекторы для отопления дома существенно дороже обычных солнечных водонагревателей, используемых в летнее время на даче. Используются они в дополнение с действующей отопительной системой для того, чтобы снизить нагрузку на неё и дать дополнительную экономию денежных средств.

Недостатки

Основными недостатками этого оборудования является зависимость от погодных условий. В ночное время эти устройства естественно не работают. В это время можно только использовать накопленное за день тепло. Также работоспособность зависит от температуры окружающей среды и наличия яркого солнца. Чем выше температура и ярче солнце, тем лучше работает оборудование.

Для холодного времени года используются специальные инновационные устройства. Главным недостатком таких приборов является их крайне высокая стоимость и хрупкость. Кроме того, такие солнечные коллекторы нельзя сделать своими руками.

Выпускаемые модели обладают разной ремонтопригодностью. Большинство моделей легко ремонтируется с помощью простой замены вышедшей из строя стеклянной колбы.

Классические металлические солнечные коллекторы широко используются для нагрева воды в теплое время года в регионах с высокой температурой и большим числом солнечных дней в году. В этом случае их конструкция может быть максимально простой и обладать низкой ценой. Вакуумные нагреватели используются значительно реже.

Эффективность

В первую очередь следует разграничить два понятия: эффективность и окупаемость. Эффективность характеризует то, какая доля тепла превращается в тепло, которое можно с пользой использовать. Рассматриваемые приборы никогда не обладают абсолютной эффективностью, потому что часть тепла рассеивается в атмосферу.

В независимости от конструкции эффективность солнечных коллекторов снижается с усилением ветра и понижением температуры окружающей среды. Ветер и низкие температуры сильно увеличивают отвод тепла в атмосферу.

Для того чтобы снизить потерю тепла на оборудование устанавливают дополнительную прозрачную защиту от ветра, выполненную из стекла или пластика. Для компенсации возможных потерь требуется устанавливать оборудование с большей производительностью по теплу.


Окупаемость характеризует период времени, за который вернутся потраченные средства по сравнению с альтернативными способами. Например, нагревать воду для душа можно вместо электронагревателя с помощью коллектора. При этом нужно оценить годовые расходы на электроэнергию. Если поделить цену коллектора на годовую стоимость сэкономленной электроэнергии, то будет получен срок окупаемости.

Если его использовать в регионе с теплым климатом, то окупаемость наступит очень быстро. При использовании в регионе с умеренным климатом окупаемость будет более долгой, так как для того чтобы получить такое же количество горячей воды, необходимо будет приобрести аппарат большего размера и соответственно большей стоимости, либо применять дополнительный нагрев электричеством. Либо окупаемость может вообще не наступить, так как этим аппаратом будет неудобно пользоваться.

Простые и недорогие аппараты для нагрева воды в летний сезон для мытья окупаются достаточно быстро. Окупаемость инновационных вакуумных приборов для отопления может достигать десятков лет особенно в сравнении с современными отопителями, работающими по принципу теплового насоса.

Именно от окупаемости зависит распространенность этих изделий. Солнечные коллекторы со сложным устройством стоят существенно дороже и поэтому существенно менее распространены. Очень популярны простые летние водонагреватели и очень редки такие системы для зимнего обогрева помещений.

Фото солнечных коллекторов


Как построить солнечную панель для воздушного отопления - видео своими руками

Как работают солнечные воздухонагреватели:

Схема солнечного воздухонагревателя © Ecohome

На приведенной выше диаграмме показана основная концепция солнечного воздухонагревателя, и, хотя существует множество конструкций, основной принцип тот же - небольшой вентилятор подает внутренний воздух в настенную панель, обращенную на юг. Воздух нагревается, проходя за черной поверхностью, а затем возвращается в кондиционированное пространство с гораздо более высокой температурой.«Бесплатное» пассивное солнечное отопление по бюджету!

Видеоролики

, посвященные солнечным воздухонагревателям своими руками, стали большим хитом на YouTube, в них есть несколько основных идей - солнечные коллекторы из переработанного мусора, солнечные коллекторы с водосточной трубой, экранные солнечные коллекторы или солнечные коллекторы из листового металла. Если у вас нет возможности сделать его самостоятельно, солнечные воздухонагреватели для продажи также доступны в Интернете для покупки, немного покопавшись в Интернете.

Помимо крупных коммерческих установок, наиболее распространенным применением солнечных воздухонагревателей является дополнительное отопление отдельных помещений, например, пристройки, мастерской, гаража или любой другой небольшой хозяйственной постройки.

Причина, по которой мы говорим «дополнительный», заключается в том, что хотя в пасмурные дни можно собрать немного тепла, в основном вы будете чувствовать тепло, когда светит солнце. А без значительного количества тепловой массы для хранения и отвода тепла маловероятно, что что-либо, кроме самых хорошо изолированных зданий, будет поддерживать комфортную температуру в помещении от заката до восхода солнца холодной зимней ночью.

Если вам нужен солнечный воздухонагреватель для обогрева здания без электроэнергии, вы можете получить тепло просто за счет естественной конвекции по мере подъема теплого воздуха, но вы получите гораздо больше тепла, прогнав воздух через него с помощью вентилятора.Вентиляторы не требуют много энергии для работы, поэтому небольшая выделенная фотоэлектрическая панель будет выполнять эту работу, когда нет другой доступной мощности, и будет автоматически приводить в движение вентилятор, когда движение воздуха больше всего необходимо - когда солнце светит на панель. - и остановится ночью, когда панель остынет. Вентиляторы 12 В для охлаждения настольных компьютеров - идеальный способ создать давление в системе и заставить воздух двигаться для солнечных воздухонагревателей, установленных автономно.

Панели солнечных батарей Pop-can: Это не что иное, как гениальное, и это может быть единственной веской причиной для оправдания употребления поп-музыки.Однако это довольно трудоемкий процесс - банки необходимо очистить, сделать отверстия в дне, удалить выступы, затем их нужно склеить в стопку и, наконец, покрасить в черный цвет.

Солнечный обогреватель Pop can

Воздух вдувается в камеру в нижней части нагревательной панели и выталкивается вверх через стопки банок в верхнюю камеру, которая собирает нагретый солнцем воздух и направляет его обратно в помещение.

Солнечные коллекторы с водосточной трубой: Как ни странно, эта конструкция заменяет стопку банок в солнечной панели воздушного отопления на стандартные водосточные желоба карниза, окрашенные в черный матовый цвет для поглощения солнечных лучей.К этому относятся те же принципы, что и к солнечному коллектору, и хотя вы потратите больше на материалы, вы сэкономите много труда, и он выглядит аккуратнее. Конечный результат тот же; воздух нагревается, поскольку он проходит через черные трубки, когда светит солнце.

Солнечный водонагреватель с водосточной трубой © Builditsolar

Солнечный экран или поглотитель тепла из листового металла: В найденных нами конструкциях использовалось 3 слоя экрана для обеспечения единой черной поверхности. Коллекторы экрана обычно не разделяют воздух на отдельные камеры, как в предыдущих двух конструкциях; воздух поднимается вверх по единственной камере за экраном или плоской металлической поверхностью.

Металлический гофрированный воздухонагреватель на солнечных батареях

Из этих двух, мне кажется, дизайн экрана требует немного больше усилий по сравнению с использованием листового металла (как показано выше), который можно было бы сделать с использованием старой металлической кровли и покрасить ее в матовый черный цвет. Помимо трудозатрат, тестирование между коллектором экрана и коллектором банок показало, что коллектор экрана действительно обеспечивает больше тепла, подробнее читайте здесь.

Сколько тепла могут обеспечить солнечные воздухонагреватели?

Это зависит от множества переменных:

Размер солнечной панели: Это определяет объем воздуха, который вы можете обработать, и температуру на выходе.Выбор размера для строительства или покупки будет зависеть от ваших потребностей и от того, сколько места на внешней стене вы можете выделить для панели.

Поглощение солнечного излучения: Панели могут улавливать ограниченное количество тепла в зависимости от отражающей способности черной поверхности, и вам лучше использовать матовую краску, чем глянцевую. Остекление само по себе мгновенно отражает около 10%, но это важно, особенно в областях, где движение воздуха создает фактор охлаждения ветром зимой, поэтому лучшее, на что вы можете надеяться в общей производительности от солнечной панели для нагрева воздуха, - это поглощение около 80%. доступного света.

Теплопроводность панели: Материалы с более высокой проводимостью улучшают характеристики солнечного воздухонагревателя. Например, черная труба из ПВХ не будет обеспечивать столько тепла, как черная металлическая труба. Даже разные металлы будут иметь разную проводимость. Медь - один из лучших проводников, но она очень дорога и может быть сложной задачей для получения большего диаметра или для получения краски, которой нужно придерживаться, поэтому преимущество повышенной проводимости, вероятно, не окупит дополнительных затрат.

Чтобы выбрать вариант водосточной трубы для самостоятельной сборки панели солнечного воздухонагревателя, обязательно используйте металл, а не пластик, и если он имеет глянцевую поверхность, стоит покрасить ее в черный матовый цвет.

Производительность дома: Сколько тепла нужно дому, чтобы согреться, зависит от того, сколько он теряет. Солнечный обогреватель будет обеспечивать больший процент необходимого тепла в доме, если потребность в тепле ниже, поэтому то, насколько хорошо изолирован и герметичен дом, будет решающим фактором того, насколько большим должен быть пассивный солнечный воздухонагреватель, чтобы обеспечить разница.

Облачность: В областях с регулярной облачностью, например, на северном берегу Ванкувера в Канаде или Пескадеро в Калифорнии, покупка или строительство может не стоить затрат и хлопот. Конечно, срок окупаемости труда и денег, вложенных в одноразовую воздушную отопительную панель, будет намного дольше.

Широта: Чем дальше вы пойдете на север, тем меньше у вас будет солнечных часов в зимний день, поэтому затраты или усилия, необходимые для изготовления панели, перестанут быть целесообразными на определенной более высокой широте - хотя, если панель для сбора тепла является стеной -монтированное и дополнительное отопление может приветствоваться, тогда в северных районах оно все еще может быть целесообразным - любые читатели в северных территориях или на Аляске, которые построили или использовали солнечные панели для нагрева воздуха, могут оставить комментарий ниже!

Недостатки солнечных воздухонагревателей:

Ахиллесова пята большинства генераторов возобновляемой энергии, таких как солнечные воздухонагреватели, - это надежность, а также хранение энергии.Не всегда дует ветер и не всегда светит солнце (точнее, мы не всегда его видим). Таким образом, главный недостаток солнечных воздухонагревателей заключается в том, что вы получаете тепло только тогда, когда светит солнце.

Короткие зимние дни и непредсказуемая облачность затрудняют использование солнечных воздухонагревателей в качестве основного источника тепла, потому что вы будете получать все свое тепло в солнечные часы, но затем вам придется время от времени проводить 16 часов без тепла. А более короткие зимние дни означают, что они вырабатывают наименьшее количество тепла, когда оно вам больше всего нужно - хотя это можно смягчить, установив стену на южную сторону.Во всех домах, кроме наиболее сильно изолированных в более мягком климате, с включенной тепловой массой для хранения тепла, вам, вероятно, понадобится дополнительный источник тепла, такой как высокоэффективные дровяные печи или камины, или, если отключено от сети, древесные гранулы без электричества плита.

Накопление солнечного тепла (тепловые батареи):

Если вы встроили в дом тепловую массу для хранения и выделения тепла, вы можете распределять накопленное тепло в течение более длительного периода времени, и для этого существует множество творческих способов.Придерживаясь темы «сделай сам», например, сараев, гаражей или теплиц, вы можете пропустить нагретый воздух через трубы, залитые в песок, кирпичи, кирпичную кладку и т. Д., Прежде чем выпустить его прямо в кондиционируемое пространство. Вместо того, чтобы просто нагревать воздух, плотные материалы будут поглощать часть этого тепла и медленно выделять его с течением времени после захода солнца.

Ничего не могу сказать, что вы не можете сделать это с пристройкой в ​​вашем доме, просто мы, как правило, немного более придирчивы к окончательному внешнему виду в наших домах.Таким образом, в доме может потребоваться немного более эстетичный дизайн, чем в мастерской или гараже, чтобы хранить часть тепла, генерируемого пассивной солнечной системой воздушного отопления.

В частности, теплицы, построенные в холодном климате, имеют тенденцию к перегреву днем, но иногда становятся слишком прохладными ночью для молодых растений. Имейте в виду, что важнее, чтобы корни были в тепле, чем само растение, если, конечно, воздух остается выше нуля. Если вы включите солнечный воздухонагреватель в конструкцию теплицы и передадите часть тепла платформе с тепловой массой, на которой могут разместиться ваши почвенные ящики, вы можете начать вегетационный период раньше.

Также неплохо включить в солнечную панель воздушного отопления какой-либо обходной вентиль, который может выпускать воздух летом, чтобы предотвратить перегрев, когда панель не используется активно - в качестве «варки» панели.

Вы также можете применить принципы пассивного обогрева и охлаждения, поместив панель под карнизом, где она будет полностью освещена низким зимним солнцем, но будет в тени, когда солнце находится высоко над головой и вам не нужно тепло.

Как построить солнечный воздухонагреватель своими руками:

поисковых запросов в Интернете открывает бесконечный список конструкций и методов сборки для самостоятельных солнечных воздухонагревателей, то же самое можно сказать и о видео DIY на YouTube.Разные дизайны по-разному найдут отклик у разных людей, поэтому выберите тот, который лучше всего соответствует вашим навыкам, набору инструментов и объему внимания. Если в процессе у вас возникнут какие-либо блестящие дизайнерские идеи или модификации для пассивных солнечных воздухонагревателей, поделитесь ими в разделе комментариев ниже.

Посмотрите видео «Сделай сам» ниже, чтобы лучше понять, насколько легко построить солнечные панели для воздушного отопления.

.

Как установить солнечный обогреватель бассейна

Как установить солнечный нагреватель бассейна

Купаться в ледяной воде - это здорово, если вы являетесь членом клуба белых медведей - остальные 364 дня в году было бы неплохо, если бы температура воды превышала 80 градусов (26 градусов Цельсия). Проблема в том, что подогрев бассейна стоит очень дорого. Газовое отопление, используемое в газовых обогревателях для бассейнов, может стоить более 1000 долларов в месяц, если вы управляйте обогревателем без разбора, и это в дополнение к высоким расходам на покупку и установку газового отопления.Тепловые насосы для бассейнов - еще одна хорошая идея для некоторых людей, в зависимости от климата и стоимости электроэнергии в районе, в котором вы живете, однако электрические тепловые насосы во многих областях далеко не идеальны.

Если это похоже на вашу ситуацию или вы находитесь в положении, когда вода с подогревом в вашем бассейне является роскошью, за которую вы не готовы платить, то солнечное отопление бассейна это именно то, что вам нужно. Из всех форм подогрева бассейна он является наименее дорогим для покупки, наименее дорогим в установке и единственным, который работает без любые текущие «топливные» расходы.Конечно, недостатком является то, что солнечный нагрев бассейна полностью зависит от теплой погоды и солнечного света и обеспечивает наименьшее количество тепла. общее количество тепла для воды вашего бассейна по сравнению с любым другим методом подогрева бассейна. Если у вас есть разумные ожидания относительно того, сколько тепла вы получите от солнечной энергии, в основном около 10 градусов по Фаренгейту в идеальных условиях, и у вас есть место, где можно установить солнечный коврик, тогда вам обязательно стоит подумать о солнечном обогреве бассейна.

Даже если у вас есть газовый обогреватель для бассейна или электрический тепловой насос, вам все равно следует подумать о добавлении солнечного обогревателя, чтобы снизить текущие расходы на подогрев воды в вашем бассейне - небольшая первоначальная инвестиция окупится полностью со временем

Насколько солнечный обогреватель нагреет бассейн?

Чтобы ответить на этот вопрос, вам нужно будет рассмотреть ряд ситуативных переменных, уникальных для вашей установки пула.По этой причине вы можете только спросить это вопрос в общем смысле. Как показывает опыт, разумно надеяться на повышение температуры на 10 градусов по Фаренгейту, однако можно получить и меньше. или больше в зависимости от ряда факторов. Количество прямых солнечных лучей, площадь поверхности и объем бассейна, количество боковых ветров, низкая температура в ночное время, Размер солнечной решетки, температура окружающей среды в дневное время и текущая температура воды в бассейне будут влиять на итоговый результат того, насколько вода в вашем бассейне нагреется.если ты Если вы хотите использовать солнечное отопление для своего бассейна, то становится критически важным, чтобы вы научились сберегать любое тепло, которое у вас есть - это самый важный аспект получения максимальной отдачи от солнечного обогревателя бассейна.

Безусловно, большая часть тепла из воды вашего бассейна будет теряться в ночное время, когда температура резко падает. Если вы позволите теплу уйти вот так каждую ночь вы никогда не почувствуете никаких преимуществ от добавления солнечного обогревателя (не говоря уже о том, чтобы потратить небольшое состояние на отопление, если вы платите за отопление газом или электричество).Если вы хотите использовать солнечный обогреватель в своем бассейне, тогда вы абсолютно точно ДОЛЖНЫ использовать солнечное одеяло в бассейне каждую ночь. Владение солнечной батареей одеяло и оставление его свернутым в конце бассейна тоже не в счет - вам действительно нужно его использовать! Использование солнечного одеяла в ночное время значительно снизит потеря энергии из-за ветра и низких температур, и именно так и должно работать солнечное одеяло. Многие думают, что солнечное одеяло должно непосредственно нагреть воду в бассейне, что может , но на самом деле солнечное одеяло предназначено, прежде всего, для удержания тепла, особенно в ночное время.

Круглые солнечные крышки для бассейна 10–18 футов
Солнечное покрытие для бассейна 12 x 24 футов
Солнечное покрытие для бассейна 16 x 32 футов
Солнечное покрытие для бассейна 18 x 36 футов
Солнечное покрытие для бассейна 20 x 40 футов
Солнечное покрытие для бассейна 25 x 50 Крышка
30 x 50 футов Солнечная крышка для бассейна

Если у вас форма, отличная от круглой или прямоугольной, вы должны купить покрытие следующего размера и положить его (плавать) поверх бассейна. Растянуть все морщинки Убедитесь, что одеяло правильно расположено на бассейне, затем возьмите новый, очень острый бритвенный нож и отрежьте одеяло по размеру вашего бассейна.Если у вас есть бассейн такого размера или формы, который не может быть уместен с каким-либо одеялом стандартного размера, вы можете сшить (добавить) секции к своему покрытию, используя этот комплект для крепления одеяла, который также является тем же комплектом, который вы используете для прикрепления солнечного одеяла к солнечное одеяло ролик. Вы можете заказать отдельный комплект для крепления и использовать его для добавления секций к вашему солнечному одеялу, "вшивая" их. Просто перед этим сложите прошитые секции закатывая крышку.

Если вы хотите упростить себе жизнь, а также продлить срок службы солнечного одеяла, подумайте о добавлении солнечного валика в ваш бассейн.Теоретически вам не нужен один из них, однако он сэкономит много времени на вашем солнечном одеяле, которое вытаскивают из вашего бассейна и вылетают из него, что наиболее вероятно что ваша крышка будет повреждена.

Раньше катушки с солнечными одеялами были чрезвычайно дорогими, но, как вы можете видеть на этом примере, цены намного более доступны, чем когда-то.

Сантехника для солнечного обогревателя бассейна

Когда приходит время установить конфигурацию водопровода для солнечного обогревателя бассейна, это можно сделать либо минимальным, вручную управляемым методом, либо полностью автоматизированным. Метод, который включает датчики температуры и приводы клапанов с электроприводом, которые автоматически включают и выключают солнечный нагреватель.Любой метод достаточно прост для Бесстрашный хозяин бассейна своими руками установит сам.

Монтаж сантехники ручного солнечного нагревателя - Если вам нужна минимальная стоимость и простота установки солнечного нагревателя для бассейна, то все, что вам нужно сделать, это создайте в вашей системе «3-х зонный обход». Проще говоря, трехзонный байпас - это ориентация трех шаровых кранов, установленных таким образом, что вы можете направлять всю воду в солнечный нагреватель, ни одна вода в солнечный нагреватель, или некоторые из них.Таким образом, почти все периферийное оборудование должно быть установлено в бассейне, поэтому оно того стоит. усилия, чтобы понять эту простую конфигурацию сантехники.

В этом примере можно увидеть трехзонный байпас, ведущий к новому солнечному нагревателю. В каждом месте, отмеченном знаком «X», вы должны установить шаровой кран из ПВХ для регулирования потока. Проблема с этой установкой заключается в том, что насос может «заглохнуть». Если вы закроете вентиль, идущий к солнечной батарее, и закроете «байпасный вентиль» или X на исходной линии подачи к соляной ячейке, тогда в воде не будет возможные варианты потока и опасное давление.Возможны конфигурации с одной зоной или двумя зонами, которые имеют немного меньший контроль пользователя, но использовать трехходовой клапан включения перед размыканием вместо трех отдельных клапанов, как показано здесь. Однако, если вы ищете самый простой и дешевый установка стандартного байпаса на 3 зоны, как показано на рисунке, является правильным решением.

Установка водопровода автоматического солнечного нагревателя - По сути, установка автоматического водопровода солнечного бассейна аналогична концепции ручного 3-х зонного байпаса, за исключением что вы добавите моторизованный привод клапана, который будет обрабатывать изменение ориентации клапана за вас.Добавление солнечного контроллера будет действовать как мозг операции и сообщают приводу клапана, когда делать свое дело.

На изображении показан блок управления, который является лишь частью всей системы, которая вам понадобится. В дополнение к этому вам потребуется 3-ходовой клапан, для которого вам также нужно будет купить и установить привод клапана с электроприводом и кабели датчика температуры. Вместе это даст вам возможность автоматически контролировать поток воды к солнечному нагревателю, при этом система определяет, когда нагреватель находится на солнце.Вы также можете заказать все эти предметы вместе как комплект для солнечного обогрева бассейна.

При этой установке вы не будете использовать три шаровых клапана, как при ручной установке, вместо этого используйте только один трехходовой клапан с электроприводом. Где инструкция Конфигурация водопровода представляет собой трехзонный байпас, этот метод представляет собой байпас одной зоны, поскольку используется только один регулирующий клапан.

Во втором примере добавлен обратный клапан. Без установленного обратного клапана система будет оказывать противодавление на фильтр под действием веса. воды в линии, идущей к солнечному нагревателю.Причина, по которой в этом примере используются обратные клапаны вместо шаровых кранов с ручным управлением, как в Пример ручного трехзонного байпаса предназначен для защиты системы. Если шаровые краны были в закрытом положении к солнечному нагревателю и от него, но автоматический контроллер поворачивается байпасный клапан, тогда у вас может возникнуть ситуация, когда насос находится в тупиковой ситуации и имеет опасные уровни давления и, вероятно, произойдет выброс системы. Использование обратные клапаны настоятельно рекомендуется, как и добавление штуцеров из ПВХ на обоих линия к и линия от солнечного нагревателя.Это позволит проникнуть в систему слива и утепления солнечного нагревателя.

Есть много других ориентаций и конфигураций клапана, которые все «сделают свою работу», и может быть лучший способ, показанный здесь, для добавления солнечной батареи. обогреватель к существующей сантехнике - это лишь один из возможных способов подключения солнечной энергии. Вы также можете добавить такие вещи, как сливные патрубки и порты для подготовки к зиме, если это необходимо для ваши системные требования.

Какой солнечный обогреватель для бассейна лучший

Для самостоятельного изготовления более чем возможно приобрести несколько сотен футов трубы из ПВХ сортамента 40, в идеале черного цвета (или окрашенной в черный цвет), и клея. вместе они образуют сетку на крыше.Это будет работать очень хорошо и может быть самым дешевым способом установки солнечного обогревателя в бассейне. Другой К преимуществам относится возможность подбирать размер сетки для размещения на крыше любого доступного вам размера. Недостатки в том, что при таком большом количестве клеевых соединений можно допустить небольшую ошибку, которая приведет к утечке, и это зависит от вашего уровня навыков, чтобы сделать эту сетку не бельмом на глазу на вашей крыше. Для многих людей желая добавить солнечный обогреватель для бассейна, более вероятно, что вы выберете сборные солнечные коллекторы.

Такие солнечные коллекторы обычно поставляются в виде панелей размером 2 x 20 футов, из которых вы покупаете столько, сколько потребуется вашему бассейну, в зависимости от объема бассейна. Расчет количества солнечных коллекторы, которые вам нужны, потребуют небольших предположений - существует очень мало достоверных данных о том, сколько тепла вы действительно получите в своем бассейне, поскольку там просто слишком много переменных. Добавьте к этому тот факт, что большинство производителей солнечных обогревателей собираются заявить о впечатляющих результатах, и вы вполне можете не получить производительность, на которую вы надеялись.Как и в случае с любой формой нагревателя для бассейна, лучше иметь слишком большую способность генерировать тепло, чем не достаточно.

Используя общие рекомендации, добавьте одну панель размером 2 x 20 футов на каждые 5000 галлонов воды в бассейне. Бассейн 12 x 24 может иметь размер около 10 000 галлонов и использовать 2 панели, где 20 x 40-футовый бассейн может быть чуть больше 30 000 галлонов, и вам понадобится целых 6 солнечных панелей.

Чтобы узнать, как рассчитать объем вашего бассейна, прочтите эту статью по основам плавательного бассейна

Солнечные обогреватели для бассейнов экономии места

На рынке есть много продуктов для солнечных батарей, которые соответствуют описанию экономии места, однако очень важно учитывать, что общая площадь вашего солнечный коллектор будет иметь все отношение к тому, насколько хорошо работает система.Крошечные солнечные обогреватели, такие как эти солнечные обогреватели для бассейнов размером 24 x 24 дюйма, будут обеспечивать очень мало тепла для вашего бассейна. Вам либо нужен крошечный бассейн, либо много таких бассейнов, чтобы существенно повлиять на температуру воды. То же самое можно сказать для этих солнечных панелей Intex 4 'x 4'. Хотя теоретически они могут работать, вам понадобится как минимум два или три из них для каждые 5000 галлонов воды - что непрактично для большинства людей, желающих добавить солнечную энергию.

Если вы хотите продолжить изучение бассейнов и спа от отраслевого эксперта, следите за плавательным бассейном Стивом на acebook , twitter и youtube

.

Плоские коллекторы для солнечной горячей воды или отопления

Коллекторы с плоской пластиной для солнечной горячей воды или отопления Статья Учебники по альтернативной энергии 18.06.2010 08.02.2020 Учебники по альтернативной энергии

Поделитесь / добавьте в закладки с:

Плоские солнечные коллекторы для солнечной горячей воды

A Плоский коллектор - это теплообменник, который преобразует лучистую солнечную энергию от солнца в тепловую энергию с использованием хорошо известного парникового эффекта.Он собирает или улавливает солнечную энергию и использует эту энергию для нагрева воды в доме для купания, стирки и обогрева и даже может использоваться для обогрева открытых бассейнов и гидромассажных ванн.

Для большинства жилых и небольших коммерческих систем горячего водоснабжения плоские солнечные коллекторы имеют тенденцию быть более рентабельными из-за их простой конструкции, низкой стоимости и относительно простой установки по сравнению с другими формами систем водяного отопления. Кроме того, плоские солнечные коллекторы более чем способны подавать необходимое количество горячей воды требуемой температуры.

Плоский солнечный коллектор на крыше

Плоский солнечный коллектор обычно состоит из большой теплопоглощающей пластины, обычно из большого листа меди или алюминия, поскольку они оба являются хорошими проводниками тепла, которая окрашена или химически протравлена ​​в черный цвет для поглощения как можно большего количества солнечного излучения для максимальной эффективности. . Эта почерневшая теплопоглощающая поверхность имеет несколько параллельных медных труб или трубок, называемых стояками, проходящих через пластину, которые содержат теплоноситель, обычно воду.

Эти медные трубы приклеиваются, припаяны или припаяны непосредственно к пластине абсорбера для обеспечения максимального поверхностного контакта и теплопередачи. Солнечный свет нагревает поглощающую поверхность, температура которой увеличивается. По мере того, как пластина нагревается, это тепло проходит через стояки и поглощается жидкостью, протекающей внутри медных труб, которая затем используется в домашнем хозяйстве.

Трубы и абсорбирующая пластина заключены в изолированную металлическую или деревянную коробку с листом остекления, либо из стекла, либо из пластика на передней стороне, чтобы защитить закрытую абсорбирующую пластину и создать изолирующее воздушное пространство.Этот материал остекления не поглощает в значительной степени тепловую энергию солнца, и поэтому большая часть приходящего излучения принимается почерневшим поглотителем.

Воздушный зазор между пластиной и материалом остекления улавливает это тепло, предотвращая его выход обратно в атмосферу. По мере того, как пластина поглотителя нагревается, она передает тепло жидкости внутри коллектора, но также теряет тепло в окружающую среду. Чтобы свести к минимуму эту потерю тепла, нижняя и боковые стороны плоского пластинчатого коллектора изолированы высокотемпературной жесткой пеной или изоляцией из алюминиевой фольги, как показано на рисунке.

Типовой плоский коллектор

Плоские коллекторы могут нагревать жидкость внутри, используя как прямой, так и непрямой солнечный свет под разными углами. Они также работают при рассеянном свете, который преобладает в пасмурные дни, поскольку поглощается окружающее тепло, а не свет, в отличие от фотоэлектрических элементов. Степень нагрева циркулирующей воды будет в основном зависеть от времени года, от того, насколько чистое небо и насколько медленно вода течет по коллекторам.

Системы прямого и косвенного горячего водоснабжения

Существует несколько различных способов нагрева воды для домашнего использования. Солнечные водонагревательные системы, в которых используются плоские солнечные коллекторы для улавливания солнечной энергии, могут быть классифицированы как прямые или непрямые системы по способу передачи тепла по системе. Чтобы успешно нагреть воду и использовать ее днем ​​и ночью, вам понадобится солнечный коллектор для сбора тепла и передачи его в воду, а также резервуар для горячей воды для хранения этой горячей воды для использования. по мере необходимости.

Система прямого горячего водоснабжения

Система прямого солнечного нагрева воды, также известная как активная система с открытым контуром, использует насос для циркуляции воды по системе. Более холодная вода перекачивается непосредственно из дома в центральный водонагреватель или погружной резервуар и проходит через солнечный коллектор для обогрева. Горячая вода выходит из плоского пластинчатого коллектора и возвращается обратно в бак, протекая по непрерывному контуру. Оттуда вода закачивается обратно в дом в качестве горячей воды, пригодной для использования.

Можно использовать 12-вольтный насос низкого напряжения, который может питаться от небольшого фотоэлектрического элемента или электронного контроллера, что делает систему более экологичной. Прямые системы обычно используются в более теплом климате с несколькими холодными днями или сливаются зимой, чтобы вода в трубах не замерзла. Химические вещества нельзя добавлять в воду для защиты, так как в доме используется та же вода, которая циркулирует через плоский коллектор.

В пассивной системе прямого горячего водоснабжения система не использует насосы или механизмы управления для передачи тепла, создаваемого в накопительный бак.Вместо этого пассивные системы - это так называемые «системы с разомкнутым контуром», которые используют естественную силу тяжести для циркуляции воды по системе. В этом типе системы используется солнечный коллектор с плоской пластиной в сочетании с горизонтально установленным накопительным баком, расположенным непосредственно над коллектором.

Вода, нагретая солнцем, естественным образом поднимается за счет конвекции через трубы солнечных коллекторов и попадает в резервуар для хранения, расположенный выше. Когда нагретая вода поступает в резервуар-накопитель наверху, более холодная вода вытесняется и стекает вниз на дно коллекторов под действием силы тяжести, поскольку холодная вода более плотная, чем горячая.Этот цикл подъема горячей воды и падения более холодной воды известен как «поток термосифона» и постоянно повторяется без посторонней помощи, пока светит солнце.

Система горячего водоснабжения Thermosyphon

Термосифонная система является наиболее распространенным типом систем горячего водоснабжения с солнечным обогревом на рынке, и в большинстве имеющихся в продаже пассивных систем прямого солнечного нагрева воды используется этот тип комбинации плоских пластинчатых коллекторов и накопительных баков, монтируемых на крыше.

Однако при установке такой системы необходимо соблюдать осторожность, так как общий вес солнечного коллектора, накопительного бака и самой воды может быть слишком большим для конструкции несущей крыши.

Когда пассивные солнечные системы горячего водоснабжения используются для больших зданий, чем для домов, предприятий или офисов, часто имеется более одного резервуара для хранения нагретой воды.

Так называемая удаленная термосифонная система работает по тому же принципу, что и предыдущая пассивная прямая термосифонная система, за исключением того, что резервуар для хранения расположен вдали в пространстве крыши или в пустоте, что позволяет рассеивать вес на большей площади, а также защищает резервуар от холода и погодных условий. температуры.Однако для правильной работы процесса термосифонирования основание резервуара для хранения воды должно располагаться на высоте не менее 1–2 футов (от 300 до 500 мм) над верхом плоских пластинчатых коллекторов. Это расстояние также известно как системная «высота головы».

Система косвенного нагрева воды

Системы косвенного нагрева воды, также известные как системы с замкнутым контуром, отличаются от предыдущей термосифонной системы тем, что в ней используется теплообменник, который отделен от плоского пластинчатого коллектора солнечной батареи для нагрева воды в накопительном баке.Системы косвенного горячего водоснабжения являются активными системами и требуют насосов для циркуляции жидкого теплоносителя по замкнутой системе от коллектора к теплообменнику в баке. Система содержит раствор антифриза, обычно смесь 50% гликоля и воды, в первичном замкнутом контуре, а не только воду, которая нагревается и хранится отдельно от основного горячего водоснабжения.

Система косвенного нагрева воды

Теплообменник передает тепло от раствора антифриза коллектора воде, находящейся в резервуаре для хранения воды.Теплообменник может быть либо медным змеевиком внутри нижней части резервуара для хранения, либо теплообменником с плоскими пластинами вне резервуара для хранения.

Одним из основных преимуществ этой замкнутой системы косвенного нагрева является то, что раствор антифриза обеспечивает круглогодичную работу в областях, где температура опускается ниже точки замерзания, а также защищает систему от коррозии коллекторов неочищенной водопроводной водой, содержащей газы. и различные растворенные соли.

Основным преимуществом косвенной системы горячего водоснабжения с принудительной циркуляцией является то, что существующую систему нагрева воды для бытовых нужд можно легко преобразовать на солнечный нагрев воды, просто добавив плоский коллектор и один насос, поскольку в большинстве домов используются газовые или жидкие котлы. а также резервуар для горячей воды со встроенным змеевиком теплообменника.

Система также, вероятно, будет более эффективной, и резервуар для хранения горячей воды можно разместить в любом месте дома, поскольку он не обязательно должен быть выше коллекторов, как в предыдущей пассивной или термосифонной системе. Однако одним из недостатков является то, что система с обратной связью зависит от электричества для циркуляционного насоса, что может быть дорогостоящим или ненадежным. В некоторых конструкциях используются небольшой низковольтный насос и фотоэлектрическая панель рядом с коллектором, что делает систему более эффективной и экологичной.Для более крупных установок и в более прохладном климате резервуары для горячей воды устанавливаются под крышей внутри зданий, поэтому косвенное солнечное нагревание воды с принудительной циркуляцией является нормой.

Расчет солнечной системы горячего водоснабжения

Размер плоского солнечного коллектора для использования в солнечной системе горячего водоснабжения или отопления зависит от потребности в горячей воде. Если потребление горячей воды в доме или максимальная температура воды снижается, потребность в горячей воде может быть обеспечена за счет меньшей солнечной батареи, которую легко установить на крыше.Кроме того, меньшие тепловые системы дешевле в установке и быстрее окупаются за счет экономии энергии.

Размер солнечной тепловой системы, конечно, зависит от ваших потребностей в горячей воде, температуры и потребления, но можно использовать общие практические правила, которые помогут составить представление о размере системы. В Интернете доступны всевозможные учебные планы и книги, которые помогут вам построить свой собственный солнечный термальный водонагреватель, так почему бы не нажать здесь и не получить на Amazon копию набора планов для самостоятельного использования солнечного водонагревателя и заставить солнце работать в вашем доме. домой сегодня.

Солнечные плоские коллекторы обычно имеют размер от 32 квадратных футов (4 x 8 футов) или 3 квадратных метра и могут весить более 200 фунтов или 100 килограммов каждый. Один квадратный фут (1000 см 2 ) нагревает около двух галлонов или 10 литров воды в день до температуры более 70 o C. Следовательно, одна панель площадью от 20 до 30 квадратных футов нагревает около 60 галлонов (300 литров) воды. воды размером со стандартный резервуар для горячей воды.

В общем, вам понадобится от 10 до 16 футов 2 плоских коллекторов на человека и около 1.От 5 до 2,0 галлонов горячей воды на квадратный фут площади коллектора. Таким образом, для семьи из четырех человек это означает от 40 до 60 квадратных футов площади пластин коллектора и от 60 до 120 галлонов хранилища. Тогда для солнечной системы водяного отопления для семьи из четырех человек потребуется как минимум два стандартных плоских солнечных коллектора площадью около 32 квадратных футов (4 x 8 футов) каждый.

В то время как плоские коллекторы лучше собирают солнечную энергию, коммерчески доступные коллекторы горячей воды иногда могут быть дорогими.Простые и дешевые плоские панели можно сделать из старых радиаторов центрального отопления, окрашенных в черный цвет, или даже из змеевика пластикового шланга или водопровода, проложенного на крыше, но эффективность системы будет очень низкой. Правильно установленные бытовые солнечные системы горячего водоснабжения эффективны и надежны. Конфигурации системы могут быть от простых систем термосифонирования, которые полагаются на силу тяжести, до более сложных систем с принудительной циркуляцией, для которых требуются насосы, контроллеры и теплообменники.

Хотя они имеют более высокую начальную стоимость, чем обычные газовые, масляные и электрические водонагреватели, солнечные тепловые системы значительно снизят потребление топлива и могут иметь период окупаемости менее 10 лет.Есть несколько типов конструкций и планов солнечных водонагревателей, которые в настоящее время производятся поставщиками. Какие системы и конструкции водяного отопления подходят для вашего дома или бизнеса, во многом будет зависеть от регионального климата.

В следующем уроке о солнечном нагреве и солнечном нагреве воды мы рассмотрим другой более эффективный способ нагрева воды до гораздо более высокой температуры с использованием небольших индивидуальных медных коллекторов, герметизированных под вакуумом в стеклянной трубке. Эти типы коллекторов широко известны как коллекторы с вакуумными трубками и становятся предпочтительным выбором для плоских коллекторов .

.

Солнечные водонагреватели - Ecohome

Что такое солнечный тепловой коллектор?

Фотоэлектрический (PV) солнечный коллектор преобразует солнечное излучение в электричество, но солнечный тепловой коллектор намного проще. Он относится к устройству, собирающему тепло непосредственно от солнечного излучения. Это может быть так же просто и элементарно, как перекачка воды через черную трубку, лежащую на солнце. В Интернете можно найти бесчисленное множество конструкций солнечных панелей, сделанных своими руками, но есть коммерчески доступные солнечно-тепловые панели, которые можно использовать для нагрева воды и отопления помещений.

Тепловой солнечный коллектор в теплом климате может пропускать воду через панели, но в холодном климате мы используем гликоль для предотвращения замерзания панелей.

Схема солнечного коллектора с вакуумной трубкой

Эффективны ли солнечные тепловые коллекторы?

Мощность и эффективность панели частично определяются степенью поглощения, а частично - коэффициентом излучения; Имеется в виду не только то, сколько тепла он может собрать, но и сколько тепла он выделит (или потеряет), прежде чем будет доставлен к месту назначения.

Более ранние модели имели высокий коэффициент поглощения в диапазоне 90-95% (эффективность поглощения солнечного излучения), но они также имели коэффициент излучения в диапазоне 55-95% (излучение энергии в виде теплового излучения), поэтому большая часть собранное тепло было потеряно перед тем, как покинуть панель. В этих моделях также использовалась стандартная черная краска для печей, тогда как панели теперь имеют покрытия, специально разработанные для поглощения и сохранения тепла.

Несмотря на то, что современные тепловые коллекторы, представленные на рынке, сейчас очень эффективны, их фотоэлектрическая «конкуренция» в солнечной индустрии опережает достижения в области тепловых солнечных батарей и влияет на окупаемость инвестиций.Это не означает, что качество и эффективность солнечных тепловых панелей каким-то образом ухудшаются, просто существует школа мысли, которая утверждает, что ваши солнечные доллары лучше инвестировать в покупку фотоэлектрических солнечных панелей и использования энергии, которую они вырабатывают, для нагрева воды. традиционный водонагреватель.

Это связано с постоянным развитием технологий и снижением затрат в фотоэлектрической промышленности, в то время как технология и стоимость солнечной тепловой энергии оставались довольно неизменными в течение того же периода.Они по-прежнему хороши, проблема в том, что конкуренция становится все лучше (ярким примером этого является то, что Tesla теперь предлагает солнечные панели в аренду, что делает солнечные фотоэлектрические системы гораздо более доступными для домовладельцев).

Предпосылка, лежащая в основе этой философии, заключается в том, что во времена, когда горячая вода не нужна, панель не остается неподвижной и бесполезной. Если бы ваша солнечная установка была фотоэлектрической, а не тепловой, солнечное излучение всегда поглощалось бы для того или иного использования; для питания других устройств, храниться в батареях или возвращаться в сеть для кредита.Трудно отрицать логику этого; однако бывают ситуации, когда солнечное тепловое излучение полезно, поэтому мы опишем варианты.

Солнечные тепловые коллекторы с вакуумными трубками:

Солнечный тепловой коллектор © Viessmann

Это наиболее распространенный тип солнечного теплового коллектора, который вы, вероятно, увидите на крыше дома. Сама коллекторная панель чаще всего состоит из стеклянных трубок, в сердцевине которых находятся медные трубки, с затемненной пластиной, закрывающей трубу для поглощения тепла.Стеклянные трубки герметично закрыты, открыта только медная арматура, и каждая трубка устанавливается в коллектор отдельно.

Это упрощает замену трубки, если вакуумное уплотнение сломано; это также может дать преимущество при установке. Вместо того, чтобы транспортировать отдельный тяжелый блок на крышу, поскольку это модульная система, ее можно транспортировать по частям.

Герметично закрытый воздух обеспечивает отличную изоляцию и делает коллектор практически не подверженным влиянию температуры наружного воздуха зимой.Даже в летнюю жару можно было дотронуться до трубок голой рукой, хотя трубка внутри сразу ругала бы.

Плоские солнечные коллекторы:

Схема плоского коллектора из учебных пособий по альтернативной энергии

Конструкция

, конечно, может быть разной, но типичный коллектор с плоской пластиной представляет собой немного больше, чем неглубокую коробку с медными трубками, которые проходят через нее, покрытые металлической пластиной-поглотителем и прозрачной крышкой. Холодная жидкость перекачивается через медную трубку под пластиной коллектора и при этом нагревается.Как в плоских пластинчатых, так и в вакуумных трубчатых коллекторах используется смесь гликоля, поэтому для них обоих необходимы специальные резервуары для хранения с теплообменниками.

Плоские солнечные коллекторы и вакуумные трубчатые солнечные коллекторы

У каждого солнечного коллектора есть достоинства и недостатки. Воздух внутри герметичных стеклянных трубок вакуумных трубчатых коллекторов обеспечивает гораздо лучшую изоляцию, чем плоские пластинчатые коллекторы, но часть вашего потенциального солнечного урожая теряется, когда он проходит через промежутки между трубками.

Плоский пластинчатый коллектор будет терять больше тепла, чем вакуумная трубчатая панель, но он способен собирать больше энергии, поскольку вся поверхность представляет собой черный коллектор. Таким образом, при отсутствии других факторов, плоская пластина будет вырабатывать больше энергии, чем конструкция с вакуумной трубкой, летом, потому что она имеет большую площадь поверхности коллектора, а температура окружающего воздуха представляет меньшую проблему.

И наоборот, зимой температура воздуха вызывает гораздо большие потери энергии при использовании плоского пластинчатого коллектора, чем при использовании вакуумной трубной панели, поэтому конструкция с вакуумной трубкой будет более эффективной.

Выбор дизайна, который принесет вам наибольшую пользу, зависит от вашего использования. Если вы хотите сократить расходы на отопление дома круглый год, то, вероятно, вам пригодится коллектор с плоской пластиной. Если вы собираетесь использовать его вместе с бойлером для отопления помещений зимой, тогда вам будет больше пользы от конструкции с откачанными трубами, поскольку они работают зимой лучше, чем плоские коллекторы.

Теплопередача:

Схема солнечного теплового теплообменника © Viessmann

В гликолевых системах теплообменник необходим для нагрева воды для бытовых нужд, отопления помещений или того и другого.Нагретая жидкость от солнечных батарей нагревает воду, проходя через змеевик в резервуаре для хранения. Дополнительная газовая или электрическая катушка в резервуаре будет нагревать воду, если солнечная панель не может поддерживать желаемую температуру или удовлетворять потребности.

Обслуживание и долговечность:

Опять же, еще одним отличием от солнечного тепла в холодном климате является гликоль. При необходимости зимой пластинчатый коллектор может достигать температуры 200 ° C (395 ° F), а трубчатый коллектор может достигать температуры 295 ° C (563 ° F).

Гликоль разрушается и становится кислым при таких температурах, что может вызвать отложения и коррозию компонентов системы. Поэтому важно, чтобы панели имели какой-то охлаждающий компонент, встроенный в их конструкцию, будь то ручной или автоматический.

Каким бы разумным ни было использование солнечного света для непосредственного нагрева воды, потребность в гликоле в качестве теплоносителя и проблемы, связанные с ним, являются большой частью того, почему вы не видите больше таких систем в Канаде. .

Чтобы узнать больше о солнечных водонагревателях, прочтите о новом концептуальном доме EcoHome с солнечным излучающим полом, который нагревается солнечной энергией в летние месяцы. Все это и все, что вам нужно знать о строительстве домов с высокими эксплуатационными характеристиками, можно найти на страницах Руководства по экологическому строительству EcoHome .

.

Смотрите также