Як вибрати та підключити акумулюючі ємності до сонячного колектору

+38067353-60-90 Андрей

Сонячні колектори або геліосистеми – обладнання, яке призначене для використання в якості альтернативних джерел енергії. В останні роки ці види набули неабиякої популярності не тільки для промислових будівель, але і в приватному секторі, щоб підігрівати воду і басейни, опалювати будинки. У статті розглянемо головні плюси геліосистем і для чого рекомендується купити буферну ємність для сонячного колектора.

Переваги сонячних колекторів

  • Ціна геліосистем одна з найнижчих серед альтернативних варіантів отримання енергії, так як технологічний процес виготовлення нескладний.
  • Досить простий монтаж геліосистеми, яку є можливість зробити самостійно, якщо є певні навички і знання.
  • Простота обслуговування. Не потрібно якихось особливих умінь та зусиль, щоб доглядати за роботою колекторів.
  • Низька ціна ремонтних робіт, практично всі деталі можна придбати без особливих зусиль. В системі відсутні великі вузли, які необхідно замінювати одним цілим. Ремонт деякі власники проводять своїми руками, якщо уважно вивчили інструкцію і саме обладнання.
  • Універсальність геліосистеми. Колектора є можливість використовувати як для нагрівання води, так і для опалювання приміщень. Число панелей купується на основі конкретної необхідності.

Природно, існують і деякі недоліки в контурах з сонячними панелями:

  • Сонячні колектори розташовуються на великих територіях. Приблизно одна панель буде займати площу від 2 до 3 кв.м.
  • Весь ефект від працездатності контуру знаходиться у великій залежності від навколишнього клімату. У зимовий період ККД системи мінімальне, проте, витрати енергії для опалення максимальні, тому для обігріву геліосистеми не дуже ефективні. Допоможе використання великого числа панелей та установка акумулюючого баку більшої місткості для збільшення результативності. Однак, і ціна системи відповідно збільшиться в рази.

Які існують види сонячних колекторів

Є два основних види геліосистем: плоскі та вакуумні. При цьому, в дійсності, працюють вони практично за одним принципом: застосовують тепло сонця, щоб нагрівати воду. Різниця виключно в пристрої.
Плоскі
Плюси:

  • невелика ціна панелей;
  • малий коефіцієнт корисної дії, приблизно відсотків на 20 менше, ніж у вакуумних.

Мінуси:

  • проста конструкція;
  • великий відсоток теплових втрат через корпус.

Вакуумні
Плюси:

  • висока ефективність;
  • мінімум теплових втрат.

Мінуси: у порівнянні з плоскими ціна набагато вища.

Як проводиться монтаж

Змонтувати геліосистеми можна і своїми руками. На всіх етапах встановлення необхідно дотримуватися тільки головного правила – велика кількість сонячного світла:

  • Вибираєте місце розташування. Звичайно, це повинна бути сонячна сторона. Для цього достатньо певний період часу придивитися, яка ділянка висвітлюється найдовше. Також уникайте місць, які знаходяться під тінню дерев або інших будівель. Вибираєте початкову та кінцеву точки, а сонячний колектор при цьому прямує по центру даних точок. Таким чином, ви отримуєте найбільший розмах випромінювання тепла.
  • Кут нахилу. Важливий пункт на етапі монтажу. Саме від нього буде залежати ефективність контуру. Необхідну інформацію вам повинен надати виробник. Середній показник – 45 градусів. Не варто робити більший або менший кут нахилу, оскільки зменшується корисна площа, яка поглинає світло.
  • Підключаєте інше обладнання: насоси з контролерами, теплоакумулятор та інше. Вся робота проводиться відповідно до інструкцій.

Для чого потрібно купити теплоакумулятор для сонячного колектора

Для початку, слід розуміти, що сонячні панелі не експлуатуються без акумулюючого баку. Теплова енергія від сонячних панелей в обов’язковому порядку повинна передаватися від спеціального теплового носія (в даному випадку застосовують різноманітні гліколеві розчини) в систему за допомогою теплового обмінника. В даному випадку застосовують акумулюючі баки з теплообмінником (або одним, або двома) або спеціальні бойлери, які нагріваються від джерела тепла, яке використовується в будинку.

Не важливо, для яких функцій застосовують геліосистеми. До того ж, для сонячних колекторів, які використовуються для ГВП, пік споживання гарячої води найчастіше не збігається з піком вироблення теплової енергії системою. Для контуру, що використовується, це означає надлишок теплової енергії, яку для збереження працездатності потрібно скинути тим чи іншим методом. Для цього є різні види аварійного захисту, але в ідеалі потрібно передбачити «зберігання» надлишкового тепла. Це завдання для інженера, який буде проектувати вашу систему ГВП.

За умови, коли сонячний колектор застосовується як один із джерел тепла в системі опалення, акумулююча ємність здійснює до того ж ще одну непринципову функцію. Взимку панелі можуть повністю покритись снігом і щоб його очистити, можна вжити вже наявне тепло з контуру. Дане тепло беруть від тена або від котла (ємність з 2-ма теплообмінниками): все залежить від техреалізаціі. Все це підходить для плоских видів сонячних колекторів, а вакуумний варіант цією функцією не володіє.

При пошуку акумулюючої ємності до сонячного колектору необхідно акцентувати увагу на певні характеристики:

    • конфігурація;
    • тепловий захист;
    • розміри теплових обмінників.

Форма акумулюючої ємності для геліоколекторів

Чим бак вище і вужче, тим температурне розшарування води буде краще. При нагріванні холодна вода буде накопичуватися в ємності внизу, при цьому виштовхуючи підігріту воду у верхню частину, звідки і буде проводитися розбір гарячої води. Цей процес йде завдяки відмінності між щільністю води в двох варіантах: холодної та гарячої. Нагріта вода має меншу щільність, через що вона рухається вгору.

Для гарантування проходження процесу стратифікації відповідність висоти до діаметру зобов’язана бути не менше, ніж 2.5 до 1. Для прикладу, для ємності об’ємом 300 л і діаметром десь 0.65 м, висота приблизно дорівнюватиме 1.75 м.

Колектор, який оснащений ємністю з двома змійовиками, змонтованими у верхній і нижній частині, дасть можливість споживачам постійно отримувати гарячу воду і уникнути перебоїв. За умови, коли інтенсивності тепла від сонця не буде достатньо для того, щоб змійовик, підключений до контуру, прогрівав воду, включають додатковий змійовик. Він змонтований у верхній частині ємності та прогріває рідину саме в тій області. Отже, бак з двома змійовиками вважаються більш надійними і продуктивними. Коли акумулюючий бак оснащується виключно одним змійовиком, то з цієї ж причини в нього монтують допоміжний нагрівальний трубчастий електронагрівач.

Теплоізоляція

Теплоізоляція виконує важливу роль в зберіганні теплової енергії, звідси висновок: геліосистема з нею працювати буде результативніше, при цьому не витрачається зайва енергія для підігріву води. Теплоізоляційний матеріал акумулюючого баку зобов’язаний бути якісним, щоб захистити його від втрат теплової енергії та попадання вологи, тобто мати низьку теплопровідність та гідропроникність. Матеріал, який використовують для теплоізоляції баку, – це пінополіуретан. Для хорошого ефекту слід брати теплоізоляційний матеріал товщиною не менше 100 міліметрів, а теплопровідність повинна бути більше ніж 0,035 Вт/мК. При викоанні таких вимог, втрати тепла будуть складати 2-3 градуси, що є допустимим значенням.

Теплообмінники в теплоакумуляторі для геліоколекторів

Так як сонячні панелі не є стабільними теплогенераторами, то необхідно підбирати площу теплообмінника на низькі температурні режими роботи. Інакше кажучи, протягом слабкого сонячного освітлення, теплоносій геліосистеми не дозволяє забезпечувати високу різницю температури. Отже, треба збільшувати площу теплообміну.

Найкраще співвідношення – це відношення корисної площі колекторів до площі змійовика 5 : 1.

Як підключати сонячні колектори: схеми

Головний принцип: кожен сонячний колектор обов’язково передає енергію буферному баку – ємкісному водонагрівачу або теплоакумулятору, обладнаному тепловим обмінником, щоб підключити сонячні панелі.

Акумулятор в обов’язковому порядку оснащується допоміжним підігрівом від електрики або від котла. Оскільки, коли погода похмура, енергії можна чекати дуже довго або не дочекатися зовсім.

Оптимальний варіант – схема з самопливним рухом рідини. Однак, для того, щоб тепловий носій пересувався самостійно, необхідно охолоджувач встановлювати вище нагрівача. Отже, низу ємності обов’язково слід бути не менше, ніж на півметра вище, ніж верхня точка сонячного колектора.

До того ж в контур обігріву з геліосистемами обов’язково входять:

  • клапан скидання надлишкового тиску – теплоносій може надмірно розігрітися та закипіти;
  • розширювальний бак закритого типу, обсяг якого не менше десятої частини згаданої системи;
  • автоматичне відведення повітря.

Не забувайте вживати заходів, щоб контролювати і не допускати втрату води з бойлера, оскільки контур сонячного колектора може досить швидко перегрітися.

Також слід встановити засоби автоматики, що дозволяють управляти насосами, які контролюються датчиками температури. Наприклад, якщо відсутній нагрів від сонця, то контур можна відключити. При монтуванні згаданої автоматики, система дорожчає.

Шукаючи акумулюючий бак для сонячного колектора, зверніть увагу на продукцію Бакілюкс. Для підключення з геліоколекторами придивіться до наступних акумулюючих ємностей: