Преимущества солнечного коллектора для нагрева воды

Организация горячего водоснабжения (ГВС) в частном доме – достаточно дорогостоящее мероприятие, которое многие собственники жилья стремятся удешевить. Для этого бойлер подключают к сети отопления, переводят на альтернативные источники энергии. Одним из наиболее эффективных способов экономии является обустройство гелиосистемы. Установив солнечный коллектор для нагрева воды, пользователь получает основной или дополнительный вариант обеспечения ГВС с возможностью потребления бесплатного тепла.

Преимущества и недостатки оборудования

Основным минусом, отталкивающим владельцев частных домов от покупки устройства, является его высокая цена. Однако практика показывает, что расходы окупаются за 4-5 лет. Некоторые умельцы мастерят такие агрегаты самостоятельно. Они не столь эффективны, зато обходятся дёшево. Ещё один недостаток солнечных коллекторов для нагрева воды – неспособность некоторых моделей покрыть потребности в ГВС полностью, особенно осенью-зимой. В этом случае необходима дополнительная подпитка от котла отопления.

С другой стороны установка оборудования даёт массу преимуществ

1. экономичность. Устройства потребляют совершенно бесплатный ресурс, что определяет предельно низкие эксплуатационные расходы
2. возможность использования многих моделей при температуре до -50 С
3. высокая эффективность. Любой солнечный коллектор для приготовления горячей воды поглощает даже невидимые волны спектра, максимально полно используя энергию излучения
4. способность производительно работать в пасмурную, ветреную, дождливую, снежную погоду
5. долговечность. Ресурс агрегатов составляет 30-50 лет
6. возможность аккумулирования энергии, в результате чего теплоноситель может достигать температуры +300 С

Виды устройств

Прежде всего стоит отметить, что для обеспечения ГВС может использоваться вакуумный или плоский солнечный коллектор для нагрева воды. Первый состоит из ряда стеклянных трубок, из которых выкачали воздух, а в них поместили селективные металлические пластины. Внутренние стенки обработали специальным абсорбирующим составом. Пластины соединяются со змеевиком, передающим энергию в систему ГВС. Плоские или панельные водонагреватели состоят из медного листа, выкрашенного теплопоглощающей краской. Сверху к нему приварена проточная труба, соединяющаяся с теплообменником внутри бойлера. Вся конструкция заключена между двух прочных стёкол.

В зависимости от способа хранения нагретой рабочей среды также различают два типа устройств

Солнечные водяные с встроенным баком коллекторы

В агрегаты сразу внедрена ёмкость для хранения воды, внутри которой имеется змеевик, подсоединённый к абсорберу. Ввиду того что вся конструкция располагается на крыше или другой наружной поверхности, оборудование можно эксплуатировать только в весенне-летний период. Оно не отличается значительной мощностью, однако может покрыть потребности в ГВС семьи из трёх человек. Некоторые модели дополнительно оснащаются ТЭНом для увеличения производительности. Их достоинства

1. простая установка и подключение
2. доступная цена
3. быстрый нагрев бака до нужной температуры

Горячая вода от такого солнечного коллектора подаётся по самотёчному принципу, так как ёмкость не выдерживает значительного давления. Важное условие его эффективной работы – её нахождение выше абсорбирующей поверхности.

Рис.1

Системы с выносным баком

Здесь бойлер размещается отдельно от поглощающего излучение оборудования и устанавливается в доме. В качестве теплоносителя используется антифриз, что позволяет агрегату обеспечивать ГВС весь год при условии, что столбик термометра не опустился ниже -50 С. Модели с отдельно стоящим баком более мощны и производительны, чем со встроенной ёмкостью. Для увеличения интенсивности циркуляции такие системы оснащаются насосной группой. Скорость передвижения теплоносителя регулируется автоматикой.

Эти мероприятия удорожают организацию комплекса и делают его зависимым от электричества. С другой стороны такие устройства более эффективны, легко поддаются регулированию, позволяют оптимально использовать природный ресурс.

Рис.2

Как функционирует оборудование

Для того чтобы правильно выбрать подходящую модель, важно разобраться в её технологии, основных параметрах.

Принцип работы солнечного коллектора для нагрева горячей воды

Независимо от типа (вакуумного или панельного) все устройства обеспечивают ГВС примерно одинаково. В их конструкции имеется селективная поверхность тёмного цвета, покрытая специальным абсорбирующим составом. Она аккумулирует излучение, раскаляясь до высокой температуры (280-300 С). К ней различными способами присоединяется трубчатый теплообменник, в котором циркулирует рабочая среда, переносящая энергию для приготовления горячей воды.

Производительность солнечного коллектора

Это основной параметр оборудования, который зависит от размера селективной поверхности, качества и состава абсорбирующего покрытия, климатических и погодных условий, места установки и т.д. В ясный жаркий день оборудование, оснащённое поглощающим элементом площадью 1,5 м2, может нагреть около 200 л воды до +40 С.

Зимой показатели эффективности существенно снижаются, и температура в контуре ГВС не поднимается выше +30 С. В этом случае в бак необходимо встроить второй змеевик, работающий от котла, или ТЭН. Независимо от того, каково устройство солнечного коллектора, применяемого для нагрева воды, усреднённые параметры производительности 1 м2 в час составляют

1. 100 л на 7 С
2. 50 л на 15 С
3. 25 л на 30 С
4. 15 л на 45 С
5. 10 л на 70 С

Виды заправок для гелиосистем

Выбор типа теплоносителя зависит от условий эксплуатации

1. Антифриз. Заливается в оборудование, функционирующее весь год. Концентрация пропиленгликоля зависит от уличной температуры и повышается по мере её понижения. Также в эти растворы добавляется щёлочь, которая позволяет поддерживать оптимальный Ph рабочей среды.
2. Дистиллированная вода. Применяется в устройствах, которые обеспечивают ГВС до наступления морозов. Она идеальна для гелиосистем, так как защищает металлические элементы от коррозии.

Как установить вакуумный солнечный водяной коллектор на стене или наклонной крыше дома

Прежде всего важно правильно выбрать место размещения. Оно должно располагаться на южной стороне здания. Перед ним не допускает наличие деревьев или других закрывающих обзор предметов, построек. Трубчатый агрегат монтируется на опорную поверхность в специальной раме. Зачастую она может менять угол наклона, что позволяет более эффективно улавливать излучение. Если речь идёт о моноблоке с встроенным баком, стену или крышу необходимо дополнительно укрепить, так как вес всей конструкции может достигать нескольких сотен килограмм.

Отдельно стоящий водонагреватель может быть размещён в любом месте дома, обычно в непосредственной близости от котла. Это необходимо для того, чтобы обустроить внутри ёмкости второй контур от него. Таким образом, бойлер сможет подпитываться от двух источников. При необходимости обеспечения принудительной циркуляции в систему врезается насос. Он монтируется на обратной линии, по которой идёт остывшая вода.

Немаловажную роль в организации гелиокомплекса занимают устройства безопасности. В первую очередь его важно защитить от скачков давления. Для этого схема вакуумного солнечного коллектора для нагрева воды дополняется узлом, состоящим из предохранительного и подпиточного клапанов. Первый спускает в канализацию теплоноситель в случае чрезмерного расширения при нагреве. Второй открывает канал для вброса недостающей порции из системы ХВС. Для защиты селективной поверхности от перегрева в систему интегрируется автоматика. При достижении граничной температуры она приводит в действие специальные шторки, закрывающие абсорбирующий элемент оборудования.

Стоимость и отзывы

Цена водяных гелиоколлекторов существенно различается в зависимости от марки производителя, технических характеристик, комплектации. Так модель небольшой мощности, которая может использоваться только в качестве дополнительного источника ГВС наряду с основным (ТЭН, котёл), может обойтись от 20 тыс. руб. Полностью укомплектованная система под ключ, в которой, кроме поглотителя излучения, имеется бак значительного объёма, автоматика, предохранительная арматура, насосная станция, монтажный комплект, может стоить 400 тыс. руб. и более. Это оборудование полностью покрывает потребности в ГВС семьи из 3-4 человек в течение всего года.

Используемые на практике солнечные коллекторы для нагрева воды собрали различные отзывы потребителей.

Оборудование марки «Атмосфера» висит стене нашего дома уже 4-й год. Я не подсчитывал, но мне кажется, что себя оно уже окупило. С апреля по октябрь горячее водоснабжение обеспечивает только коллектор, учитывая, что нас трое человек, и экономить мы не любим. Зимой солнечных дней мало, поэтому в работу вступает газовый котёл. Бойлер подключён к нему вторым змеевиком. В целом экономия действительно ощутимая. Я доволен!

Вячеслав И.

Установили крышу нашего коттеджа солнечный коллектор для нагрева воды Viessmann Vitosol и сразу ощутили экономию расхода топлива на ГВС и подогрев бассейна. Этот агрегат весной, летом и ранней осенью берёт на себя всю нагрузку. С наступлением холодов сам он уже не справляется, но процентов на 60 наши потребности обеспечивает. Удобство его использования в том, что все функции автоматизированы, в контроле с моей стороны не нуждаются. Единственный недостаток оборудования – высокая цена. Но, думаю, через пару лет она себя окупит.

Евгений Александрович.