Нагрев воды от солнца


Солнечный коллектор своими руками – нагрев воды солнцем

Солнечный коллектор позволяет использовать дармовую энергию солнца для отопления или подогрева воды на бытовые нужды, причем и в межсезонье и зимой. Дает значительную экономию, так как хорошие модели вырабатывают приличное количество тепла.

Но хороший заводской солнечный коллектор стоит столько, что всегда возникает вопрос, — окупится ли он вообще или дешевле нагреть воду газом?

Насколько выгодны солнечные коллектора

Окупаемость таких устройств зависит от широты использования. В южных районах, где много солнца, они выгодны. Но на уровне 52 параллели у нас они уже не окупаются, если используются для отопления (зимой солнца мало), но окупаются и севернее, если используются для ГВС в межсезонье и летом.

В Европе, например, где газ дороговат, а техника дешевая, коллектора однозначно выгодны для отопления, даже в северных районах.

  • У нас точно выгодными оказываются наиболее дешевые летние солнечные коллектора, которые можно изготовить буквально из подручных материалов, или которые сделаны «полукустарно» на местных производствах.

Они используются для подогрева воды в бассейне, летнего душа, ГВС в доме и отопления домов в межсезонье. В зимних условиях дешевые (самодельные) коллектора не могут соперничать по КПД с заводскими, становятся скорее охладителями, поэтому не используются.

Как обычно устроен солнечный коллектор

  • Плоский коллектор с трубкой. Представляет собой лист металла темной расцветки (поглощающий лучевую энергию) с прикрепленной к нему медной трубкой, по которой движется теплоноситель. Помещен в короб с теплоизоляцией толщиной от 50 мм. Со стороны солнца закрыт стеклопакетом.

Такой заводской коллектор дает в летний день до 600Вт с метра квадратного своей площади – весьма мощный нагрев. В межсезонье в полдень – до 300 Вт.

  • Трубчатые конструкции солнечных коллекторов здесь подробно рассматриваться не будут, так как их нельзя повторить в домашних условиях. Они представляют собой различные трубки из стекла, в том числе с обратным отражением солнечной энергии, с легко испаряющимися жидкостями, вакуумные… Это наиболее дорогие конструкции, которые можно заказать в организациях, после чего преступить к практическому изучению вопроса, на тему как их эксплуатировать, чтобы окупить в видимой перспективе….

Но КПД их больше, а самое главное зимой они вырабатывают тепло начиная с мощности солнечного излучения 20 Вт/м кв., в то время как заводские плоские – 100Вт/м кв., если меньше – они просто не греют воду, а самодельные….

Как используется тепло от солнечного коллектора

Солнечный коллектор вырабатывает больше энергии тогда, когда она меньше всего нужна – в самый жаркий полдень. Летом энергии на порядок больше, чем зимой. В межсезонье ее также маловато… Тепловая энергия от солнечного коллектора в первую очередь идет на подогрев воды для бытовых нужд, на нагрев летнего бассейна или душа, а также на отопление здания.

  • Чтобы ее использовать для ГВС, теплоноситель от коллектора должен поступать в спираль бойлера-теплообменника. Такие косвенные бойлеры с несколькими спиралями нагрева можно приобрести заранее.
  • Чтобы использовать тепловую энергию от коллектора для отопления, ее нужно накапливать в буферной емкости.
  • Летний нагрев бытовой воды может быть прямым – вода из бассейна и душа может прокачиваться через солнечный коллектор напрямую.

Как изготавливается солнечный коллектор своими руками

  • Типичная самодельная конструкция солнечного коллектора – просто спираль черной трубы ПНД, прикрепленной хомутами к какому-либо металлу. Или даже без металла. Общая площадь 2 – 6 м кв. позволяющая развить 1 кВт и более мощности в солнечный полдень. Такие коллектора с утеплением 50 мм экструдированным пенополистиролом, закрываются со стороны солнца светостабилизированной полиэтиленовой пленкой, используются для нагрева воды Устанавливаются под солнце на открытой площадке.

  • Более основательная конструкция – черный металлический лист с пришитым к нему скобами медным змеевиком из мягкой меди диаметром 10 мм. Площадь коллектора обычно до 10 м кв. Не нужно ее слишком увеличивать, так как при этом КПД будет падать. Утепляются с тыла, закрываются обязательно стеклом или стеклопакетом.

Типичных конструкций не существует, и расчет ожидаемой отдачи всегда не верен. Но по результатам собственных экспериментов можно создать своими руками коллектор на солнечной энергии, который окажется даже на удивление работоспособным. Ведь энергии солнца на самом деле весьма немало…

Как подключить солнечный коллектор к баку (душу) самотечно

Слабым местом для летних солнечных коллекторов остается необходимость использования насоса. Это резко удорожает конструкцию или делает ее вовсе не приемлемой.

Но можно сделать нагревающийся бак, соединенный с солнечным коллектором так, чтобы жидкость двигалась самотечно. Принцип самотека сохраняется – нагреватель расположен ниже, чем накопитель (радиатор).

По данной схеме, при применении труб от ¾ дюйма вода должна двигаться самотечно. Из данного бака нагретую воду можно слить и в бассейн.

Как подключить коллектор к ГВС

Лучшая денежная выгода получается от изготовления и эксплуатации коллектора из алюминиевых или медных трубок на металле под стеклом, с подключением его к системе ГВС.

Поскольку коллектор и спираль в бойлере представляют собой малогабаритную нагреваемую систему, она должна снабжаться расширительным баком, предохранительным клапаном. Циркуляция осуществляется с помощь маломощного насоса. Хороший коллектор обеспечит дом горячей водой и в межсезонье….

Солнечная энергия для горячего водоснабжения. Теория

Исторически Советские, а позже и Российские граждане были вынуждены закаляться «как сталь» отчасти в связи с хроническим отсутствием горячей воды, даже в больших городах. Тем не менее, на дворе 21 век и обеспечить себя горячим водоснабжением довольно просто, не прибегая к помощи водоканала и энергетических компаний. Солнечная энергия, которой вполне достаточно на поверхности земли, может эффективно использоваться для нагрева воды, необходимой для бытовых нужд.

Солнечные батареи или коллектора

Существует два основных мнения о том, каким образом получать горячую воду в автономном здании. Первое мнение гласит о том, что для нагрева воды можно использовать солнечные батареи. Разумное зерно в таком подходе, безусловно, есть, ведь любой автономный дом уже оборудован солнечной электростанцией и ничего не мешает заложить мощность солнечного массива с учетом электрического бойлера, к тому же цена на солнечные фотоэлектрические модули стремительно снижается в последние годы. Несмотря на очевидные преимущества, данный метод годится, если потребность в горячей воде не велика (50-100литров/сутки), так как КПД солнечных батарей не велик (13-20%), к тому же существуют потери энергии в самой солнечной электростанции.

Для нагрева большого количества воды (150литров/сутки и более) целесообразно использовать устройства для прямого нагрева жидкости от солнечного излучения - солнечные коллектора, КПД которых достигает 90%. Существуют два основных типа солнечных водонагревателей:

  • плоские солнечные коллекторы;
  • коллекторы с вакуумными трубками.

В плоских коллекторах теплоизоляция жидкости от окружающей среды осуществляется за счет селективных покрытий стекла и теплоизоляционных материалов. В вакуумных солнечных коллекторах нагрев происходит в вакуумных трубках, служащих идеальным теплоизолятором. В настоящее время устройства обоих типов близки по характеристикам и по стоимости.

Приведем данные для солнечного коллектора площадью 2м2, установленного в Ленинградской области:

                                                       

Варианты применения солнечных коллекторов в системах ГВС

Приведем различные теплотехнические схемы систем ГВС с применением солнечных коллекторов.

Одноконтурная схема с естественной циркуляцией. Холодная вода поступает в нижнюю часть бойлера. Горячая вода забирается из верхней точки бойлера. Солнечный коллектор подключается между нижней и средней точкой бойлера. Циркуляция возникает за счет разности плотностей нагретой и холодной воды. Данная схема применима только в летний период.

                                              

Рис.1 Одноконтурная схема с естественной циркуляцией.

В двухконтурной системе с естественной циркуляцией уже можно использовать в качестве теплоносителя антифриз и эксплуатировать систему круглый год. Принцип работы тот же, что и в предыдущей схеме за исключением того, что используется бойлер с косвенным нагревом.

                                                

Рис.2 Двухконтурная схема с естественной циркуляцией.

Как наиболее эффективная чаще всего применяется двухконтурная схема с принудительной циркуляцией, когда теплоноситель перекачивается циркуляционным насосом. Такая схема не накладывает ограничений на размещение оборудования и позволяет снизить диаметр трубопроводов. Однако для нормальной работы системы требуется блок автоматики с двумя термодатчиками (температура в бойлере и температура в солнечном коллекторе). Задача автоматики – управлять насосом с целью предотвращения перегрева бойлера и сброса тепла в окружающую среду через солнечный коллектор.

                                              

Рис.3 Двухконтурная схема с принудительной циркуляцией.

 

Статьи со схожей тематикой:

Устройство солнечной батареи..

Альтернативные источники энергии..

Как расcчитать солнечную электростанцию..

Солнечный коллектор

Солнечный коллектор – установка для сбора и преобразования солнечной энергии в тепловую.  Сегодня солнечные водонагреватели — это высокотехнологичные устройства, в которых применяются новейшие материалы. Солнечные коллекторы — неотъемлемый элемент современных систем солнечного отопления и горячего водоснабжения.
Легкость монтажа, удобство обслуживания, и самое главное, снижение затрат на отопление здания и нагрев воды, делает солнечные коллектора все более популярными.

Область применения солнечных коллекторов

    • Дома, дачи, коттеджи
    • Промышленные комплексы, сельскохозяйственные предприятия, теплицы
    • Больницы, поликлиники, санаторно-профилактические учреждения и другие учреждения здравоохранения
    • Спортивно-оздоровительные комплексы: стадионы, бассейны,  туристические базы, зоны отдыха
    • Детские заведения: школы, детские сады, центры детского творчества, лагеря
    • Гостинично-туристические комплексы
    • Торгово-развлекательные центры, магазины, пункты общественного питания (рестораны, кафе, столовые и т.д.)
    • Офисы
    • Объекты железнодорожного транспорта, портов, МЧС
    • Автомойки, автозаправочные станции

Зачем нужен солнечный коллектор?

Солнечные коллекторы предназначены для нагрева воды. При попадании солнечного излучения на трубки коллектора осуществляется нагрев теплоносителя.

Виды солнечных коллекторов:

  • Сезонные солнечные коллектора
  • Всесезонные солнечные коллектора


 

Сезонные солнечные коллектора нагревают непосредственно воду, которая в последствии используется в системе горячего водоснабжения. Солнечные коллекторы долговечны и неприхотливы в обслуживании  – минимальный срок эксплуатации составляет 15 лет без потери производительности.

Сезонный солнечный коллектор — самый простой вариант. Его корпус имеет трубчатое исполнение. Циркуляция теплоносителя в таких солнечных коллекторах происходит без использования насосов за счет термосифонного эффекта. Прямая передача тепла от солнца непосредственно к теплоносителю и низкая цена является основными преимуществами данного типа солнечных вакуумных коллекторов.

Преимущества сезонного коллектора: 

Основные плюсы сезонного коллектора – в сезон с апреля по октябрь обеспечивают 75% всей горячей воды на объекте, а с мая по сентябрь -100%

Купить солнечный коллектор:

Стоимость всей системы сезонного коллектора с 200-литровым баком под ключ составляет 650 $

 

Принцип работы солнечного коллектора

Трубчатый элемент состоит из 2-х стеклянных трубок: одна расположена внутри другой, их торцы запаяны, а пространство между ними заполнено вакуумом. Наружная трубка прозрачная, на внутреннюю нанесено специальное покрытие для лучшего поглощения солнечной энергии. По внутренней трубке циркулирует вода, а вакуумная прослойка позволяет сохранять до 95% тепла.

Накопительный бак устроен по принципу термоса — он состоит из наружного и внутреннего резервуара, пространство между которыми заполнено теплоизоляцией из полиуретана. Внешний бак выполнен из обычного металла окрашенного порошковой краской. Внутренний бак изготовлен из нержавеющей стали, так как в нём циркулирует вода. Она поступает туда через отдельный приёмный бачок с отсекателем давления, расположенный сверху.

Циркулируя по трубкам, вставленным в бак, вода нагревается от энергии солнца, накапливается в баке и затем поступает в потребление

Всесезонный солнечный коллектор

Плоский солнечный коллектор
Стоимость системы на основе плоского солнечного коллектора с 250-литровым баком под ключ составляет 1 700 $

Солнечный вакуумный коллектор
Стоимость системы на основе вакуумного солнечного коллектора с 250-литровым баком под ключ составляет 1 850 $

 

Солнечный коллектор цена в Днепре

Узнать цену на солнечный коллектор можно связавшись с нами через удобные для вас контакты

Наши клиенты получили:

  • Бесплатную горячую воду и помощь системе отопления
  • Надежное оборудование европейского производителя Apricus и украинских производителей
  • Заводскую гарантию 5 лет
  • Расширенную клиентскую поддержку
  • Уменьшение первоначальных затрат
  • Экономию на коммунальных расходах

Наша компания предоставляет полный комплекс услуг «под ключ».

Система DAC-H

Вакуумный коллектор интегрированный с баком

Поделиться ссылкой на статью

Обновлено 4 марта, 2019

Опубликовано