Устанавливаем солнечный коллектор

Установка солнечных коллекторов – это хорошо зарекомендовавший себя способ улучшить ситуацию, но стоит тщательно продумать затраты на их установку, ведь ненужные затраты могут свести на нет преимущества получения бесплатной энергии. Также стоит знать, на чём не стоит экономить.

Ограничимся вопросами, связанными с установкой солнечных коллекторов в поддержку нагрева горячей воды для бытового потребления. Конечно, теоретически ничто не мешает оборудовать дом коллектором поддержки отопления в рамках модернизации вашего дома. Однако на практике это очень сложно. По нескольким причинам.

Чтобы тепловая энергия, получаемая от солнца, была значимым элементом в энергетическом балансе здания, зимой необходимо установить коллекторы с мощностью во много раз большей, чем требуется для эффективного нагрева горячей воды для бытового потребления, это означает, что надо подготовится к высоким затратам, для примера, на дом площадью от 150-ти квадратных метров.

Даже если не устанавливать большие коллекторы, температура воды, нагретой коллекторами, зимой не будет превышать 40-45°С, а это означает, что тепло можно использовать только в системе поверхностного отопления, например, в полу, на потолке или на стене.

Большая мощность коллекторов создаёт проблему использования избыточного тепла, ведь летом, когда солнце наиболее интенсивно дом не нуждается в таком мощном обогреве.

Поэтому решение о строительстве вспомогательных систем отопления является рискованным, особенно по сравнению с альтернативными решениями сопоставимыми стоимостью, например, тепловым насосом. Этому обязательно должны предшествовать расчёты с учётом потребностей в тепле конкретного здания и экономический анализ проекта, общие предложения могут, скорее, навредить, чем помочь потенциальным покупателям.

Когда и почему можно установить солнечный коллектор

Установка солнечного коллектора в поддержку нагрева горячей воды для бытового потребления особенно рекомендуется в двух случаях:

1. При отоплении здания твёрдотопливным котлом.

Обоснование простое – в домах, отапливаемых твёрдотопливным котлом, приготовить горячую воду вне отопительного сезона очень хлопотно. Нужно либо разжечь котёл особым образом, либо дроселировать его на несколько часов на холостом ходу, что очень негативно сказывается на энергоэффективности устройства, либо использовать дорогое электричество,

2. Когда для нагрева воды используются дорогие энергоносители, такие как электричество, сжиженный нефтяной газ или мазут.

Приготовление горячей воды для бытового потребления с использованием электричества стоит дорого, как и в случае с котлом на сжиженном газе или мазуте. Тем более, что летом – когда наиболее полезны солнечные батареи – нагрев воды обходится гораздо дороже чем зимой, потому что почти всегда котёл начинает нагревать резервуар холодным, а после его нагрева не распределяет оставшееся тепло в резервуаре, система которая, как и в отопительный сезон, только остывает без использования.

По этой причине установка солнечного коллектора оправдано даже в домах, оборудованных котлами, работающими на природном газе, а в случае более дорогого топлива рентабельность затрат – особенно для больших семей – бесспорно выгоднее, потому что коллекторы будут не только нагревать воду, но и сделают это почти бесплатно.

Условия сборки

Конструкция типовой солнечной установки не сложна. Двумя основными элементами являются коллекторы, которые собирают тепло от солнечных лучей и резервуар для горячей воды для бытового потребления ГВС, обычно устанавливаемый в котельной. Носителем тепла от солнца является так называемая солнечная жидкость, то есть раствор водного гликоля дело в том, что жидкость не замерзает при температуре ниже нуля. Эта жидкость перекачивается в коллектор насосом, установленным на резервуаре. Там он нагревается и возвращается через обратную трубу, отдавая тепло змеевику резервуара горячей воды для бытового потребления.

При установке солнечного коллектора в существующем здании необходимо оценить возможность.

Установка солнечных коллекторов в месте, обеспечивающем достаточное количество солнечного света и относительно близко к остальной части всей установки.

Освобождение места для бака отопительной воды и гелионасосной установки, обычно устанавливаемой рядом, а иногда и непосредственно на баке.

Соединение коллекторов с баком ГВС с должным образом теплоизолированными, то есть помещёнными в довольно толстую оболочку солнечными кабелями.

Если условия на крыше неблагоприятные коллекторы можно монтировать на стене здания или на земле. В случае трубчатых коллекторов неблагоприятное расположение всей панели можно исправить путём соответствующего поворота отдельных вакуумных трубок.

Солнечные панели

Когда дело доходит до расположения коллекторов, действительно, имеет значение только одно ограничение – солнце должно освещать их большую часть дня. Если коллекторы нельзя направить прямо на юг, то по климатическим причинам ориентация на юго-запад лучше, чем на юго-восток, так как дымка задерживает солнечную радиацию возникает чаще утром чем днём.

Тип кровли – плоская, скатная и так далее – не имеет большого значения так как существуют монтажные комплекты, позволяющие монтировать коллекторы на крыше практически любого уклона и покрытия.

Во многих случаях коллекторы могут быть установлены на стене здания, а также непосредственно на земле. В неблагоприятных условиях, когда плоский коллектор не может быть установлен таким образом, чтобы обеспечить его правильную ориентацию к солнцу, может быть разумным выбрать трубчатые коллекторы в них можно повернуть отдельные трубы для улучшения экспозиции.

Бак ГВС

При построении системы ГВС с солнечной опорой с нуля, устанавливается стандартный бак ГВС, оборудованный двумя змеевиками, один из которых нижний используется для подключения коллекторов, а другой бойлера или теплового насоса, поддержка нагрева воды в периоды плохого солнечного света. Однако в ситуации, когда модернизируется существующая установка, есть 2 варианта действий. Наибольшей популярностью пользуется установка солнечного водонагревателя взамен обычного сингла нагреваемого котлом.

Однако стоит помнить, что, если у нас достаточно места в котельной, а существующие резервуар для горячей воды находится в хорошем состоянии, можно снизить инвестиционные затраты отказавшись от покупки солнечного резервуара. Вместо этого можно купить более дешёвый с одним змеевиком и подключить его последовательно с баком, подогреваемым котлом при условии, что змеевик имеет поверхность, подходящую для работы от солнечной энергии, чтобы вода из водопровода сначала протекала через бак нагревается солнечные батареи, а затем – баком нагреваем котлом или нагревателем.

Важно отметить, что такое решение не только дешевле, но и позволяет лучше использовать солнечную энергию в переходные периоды.

Провода

Наиболее распространённой на практике конфигурации – солнечные коллекторы на крыше, резервуар для горячей воды в котельной, расположенной в подвале или на 1-м этаже, уже стало правилом прокладывать солнечные трубы через вентиляционный канал дымохода.

Если трубы можно провести только через этот канал, служащий вытяжным каналом для котельной, то дело значительно усложняется.

Прежде всего запрещается использование каких-либо воздуховодов в активных вентиляционных каналах. Во-вторых, когда просвет вентиляционного канала чрезмерно сужен это нарушает вентиляцию котельной, что может привести к бедам гораздо большим чем возражения трубочиста.

К счастью, солнечные трубы, расположенные в вентиляционном канале, можно рассматривать как трубы в отапливаемом помещении – они обдуваются тёплым воздухом, поэтому теплоизоляция не должна быть такой толстой как случае вывода их за пределы здания. Однако, когда только второй способ прокладки кабелей является единственно возможным, следует изолировать их как можно тщательнее поскольку невнимательность может серьёзно повлиять на рентабельности всех затрат.

Подбор оборудования

Для средней семьи из 4-х человек достаточно 2-3 плоских коллекторов площадью 5-7 квадратных метров плоский, или 4-5 квадратных метров вакуум для обеспечения нагрева воды для бытового потребления стандартной установки. Такие наборы – вместе соответствующей обычно 300-литровой тарой предлагаются в готовых к установке упаковках. В других случаях необходимо умело адаптировать размер солнечного коллектора, количеству и потребностям жителей, а также к существующим или планируемым отопительным приборам в здании.

Так как типичная установка для поддержки нагрева горячей воды для семьи из 4-х человек требует установки 2-3 плоских коллекторов площадью 5-7 квадратных метров, завышать размер не имеет смысла как с технической, так и с экономической точки зрения.

Увеличение площади коллекторов выше значений, полученных в результате расчётов, является ошибкой, за исключением исключительных обстоятельств, потому что зимой прирост энергии в любом случае будет незначительным, а летом количество горячей воды будет больше, чем необходим и будет бесполезно.

Увеличивать размер установки не имеет смысла – как с технической точки зрения, поскольку проблемы с избыточным теплом летом могут привести к поломкам, так и с экономической точки зрения установка большего размера, то есть более дорогая, будет окупаться дольше.

Если экономия затрат на подготовку горячий воды для бытового потребления важна и не имеет значения, что она будет достигнута в основном поздней весной летом и ранней осенью, то более дешёвые плоские коллекторы почти всегда будут лучшим выбором. Круглогодичная экономия затрат на подготовку горячей воды для бытового потребления будет обеспечено за счёт использования трубчатых коллекторов, но из-за их более высокой цены срок окупаемости может быть немного больше, поэтому этот вариант для более требовательных инвесторов.

Как уже упоминалось, их использование может быть целесообразным и в том случае, когда возможность изменения ориентации отдельных коллекторных труб позволяет компенсировать потери, возникающие из-за того, что его невозможно установить оптимальным образом.

Однако в целом плоские коллекторы лучший выбор особенно в установках, работающих с твёрдотопливными котлами. Вакуумные коллекторы на самом деле немного эффективнее плоских, но только при низкой температуре и плохом освещении, то есть в отопительный сезон, когда котёл все равно нагревает воду.

Бак для горячей воды

Для бытового потребления не менее важную роль играет бак для горячей воды, а не коллекторы. Его ёмкость должна быть в 1,5-2 раза больше, чем ежедневное потребление горячей воды для жителей, что для семьи из 4-х человек означает 300%, 400 литров, экономии нет. Это имеет смысл, потому что слишком маленький бак не будет хранить достаточно тепла, поэтому даже летом в солнечную погоду воду придётся подогревать водонагревателем.

С другой стороны, покупка слишком большого резервуара тоже ни к чему хорошему не приведёт, потому что при умеренном солнечном свете вода будет недостаточно нагрета что также потребует дополнительного подогрева.

Потери водонагревателя из-за простоя (количество тепла теряем, а когда горячая вода не расходуется – это вопрос качества его теплоизоляции, очень существенно влияет на рентабельность инвестиций солнечную установку. Надёжные производители указывают этот параметр своих каталогах).

Эффективность защиты от коррозии так же важна, потому что она напрямую связана с ожидаемым сроком службы (определённо стоит искать изделия возможно с длительной гарантией).

Хорошая изоляция труб имеет большое значение для эффективности солнечной установки, потому что она также работает в условиях разницы температур между коллекторами и резервуаром горячей воды всего в несколько градусов. Охлаждение солнечной жидкости на один-два градуса может означать, что большая часть тепла будет потеряна вместо того, чтобы идти в резервуар.

Не менее важным, как и случае резервуара, является качество теплоизоляции труб, в которых циркулирует водно-гликолевая смесь. Потери тепла, которые происходят там, имеют огромное влияние на эффективность солнечной установки, потому что она также работает в условиях разницы температур, всего несколько градусов между коллекторами и резервуаром для горячей воды. Следовательно, охлаждение солнечной жидкости на 12 градусов может означать, что большая часть тепла будет потеряна.

Качество солнечных кабелей также имеет большое значение для долговечности затрат на них, потому что, если через несколько лет изоляция начнёт давить и рассыпаться, то единственным вариантом будет покупка новых.

Стоит ли делать ставку на новые

Всем, кто решит установить коллекторы стоит порекомендовать ещё не очень популярные солнечные установки с обратным стоком, то есть без давления. Этот решение основано на том, что насос забирает солнечную жидкость из резервуара и нагнетает её в солнечный коллектор, откуда она течёт вниз под действием силы тяжести, а после прохождения через змеевик – снова всасывается насосом и выталкивается вверх.

Этот тип установки немного сложнее, но проблемы с герметичностью и вентиляцией исчезают. И самое главное отсутствует риск перегрева резервуара ГВС или закипания жидкости в коллекторах, ситуации, когда приём тепла недостаточен, потому что когда вода в резервуаре достаточно тёплая, насос перестаёт работать и вся жидкость из системы стекает в резервуар.

ВИДЕО:

При полном и/или частичном копировании данного материала, для последующего размещения его на стороннем ресурсе, обратная, индексируемая ссылка на источник обязательна!