Вентилированое и отопление

Преимущества солнечного отопления и выбор установки



На один квадратный метр освещаемой поверхности наше Солнце транслирует почти 1400 Ватт энергии. То есть на один «квадрат» изливается порция теплового излучения, достаточная для обогрева на порядок большей площади. Ведь на отопление квадратного метра необходимо затратить всего 100-120 Ватт.

В итоге солнечное отопление дома является самым выгодным способом обогрева жилого или промышленного строения. Ведь солнечный свет достается нам совершенно бесплатно, а десятикратная «порция» теплового излучения позволяет довольствоваться практически любой «энергетической эффективностью» такого «котла», забыв о коэффициенте полезного действия (соотношении отданного и расходуемого тепла).

Солнечные коллекторы

Солнечные коллекторы

Поэтому в данной статье мы рассмотрим именно солнечное отопление частного дома, предложив вашему вниманию несколько вариантов компоновки подобной системы обогрева, а равно и типовые модели солнечных «котлов» и «конвекторов».

Как работает солнечное отопление?

Такая система обогрева строится по тем же принципам, что и обычное водяное отопление. То есть в сети есть котел – устройство, разогревающее теплоноситель, разводка – сеть трубопроводов транслирующих теплоноситель, и батареи – радиаторы, передающие энергию теплоносителя в пространство.

Однако  в обычной системе, в роли котла выступает газовый или электрический прибор отопления. Первый прибор нагревает залитую в теплообменник воду (теплоноситель) с помощью газовой горелки. Второй прибор кипятит поток воды с помощью ТЭН – трубчатых электрических нагревателей. И в том и в другом случае КПД «котлов» не превышает 60-70 процентов. То есть большая часть очень дорогого газа и дорогой электроэнергии попросту «теряется», не доходя до потребителя.

Солнечное отопление предполагает совершенно иную схему нагрева теплоносителя. Воду, масло, антифриз заливают в особый отопительный прибор – солнечный коллектор. Это обычная медная трубка, которую размещают в стеклянной колбе. Причем из колбы откачивают воздух – проводник тепла.

В итоге получается, что залитый в трубку теплоноситель поглощает солнечную энергию и не отдает в пространство ни одного ватта, поскольку вакуум тепло не проводит.

После разогрева теплоноситель перетекает в напорную ветвь разводки системы отопления, а на «свободное место» поступает порция пока еще холодной воды (или масла) из «обратки». Такая схема использования теплоносителя называется одноконтурной.

Кроме того, нагретый солнцем теплоноситель можно использовать и в роли «газовой горелки». В этом случае вода или мало циркулируют между солнечным коллектором и внутренним радиатором-теплообменником, который встраивают в бак с основным теплоносителем системы обогрева строения. Такую схему называют двухконтурной или косвенной. В этом случае нагретый солнцем теплоноситель не контактирует со средой, залитой в разводку и батареи.

Солнечное отопление загородного дома – типовые схемы

Одноконтурная схема солнечного отопления состоит из следующих элементов:

Принципиальная схема одноконтурной системы солнечного горячего водоснабжения

Принципиальная схема одноконтурной системы солнечного горячего водоснабжения

  • Коллектора панельного или вакуумного типа. Причем для системы отопления предпочтительнее вакуумный коллектор, собранный из 10-20 колб, врезанных в обратный и напорный приемник.
  • Напорного оборудования – в этой роли можно использовать обычный центробежный насос, монтируемый в разводку системы отопления.
  • Соединительной регулирующей и трубопроводной арматуры. С помощью этих элементов мы связываем коллектор и систему отопления.

Повторим схему работы одноконтурной системы:

  • Солнце греет «порцию» теплоносителя в коллекторе.
  • Насос обеспечивает циркуляцию теплоносителя в разводку системы отопления, прокачивая его и сквозь коллектор.
  • Батареи транслируют тепло в жилое помещение.

Достоинство этой схемы – относительная дешевизна. Недостаток – низкая эффективность. Теплоноситель в одноконтурной системе не разогревается выше 120-150 градусов Цельсия.

Двухконтурная или косвенная система отопления состоит из следующих элементов:

Принципиальная схема двухконтурной системы солнечного горячего водоснабжения

Принципиальная схема двухконтурной системы солнечного горячего водоснабжения

  • Вакуумного коллектора.
  • Радиатора-теплообменника.
  • Бака-накопителя.
  • Пара напорных насосов.
  • Запорной, регулирующей и трубопроводной арматуры.

Эти элементы взаимодействуют между собой по следующей схеме:

  • В коллекторе вскипает «порция» первичного теплоносителя, нагреваемого солнцем.
  • Первый напорный насос транспортирует этот теплоноситель в радиатор-теплообменник по отдельному, замкнутому контуру, вытесняя горячую среду холодной «порцией» масла или воды.
  • Разогретый горячим теплоносителем радиатор отдает тепло в бак-накопитель.
  • Пропускаемый сквозь накопитель теплоноситель системы отопления поглощает энергию радиатора и  движется к батареям, побуждаясь вторым напорным насосом.
  • Батареи отдают тепло в комнаты дома.

Основное достоинство подобной системы – высокая эффективность. Теплоноситель в косвенном контуре можно разогреть до 300 градусов Цельсия. Основной недостаток – дороговизна подобного решения и обилие движущихся частей в узлах системы, что вынуждает вкладываться еще и в периодический сервис и ремонт.

А вот классические солнечные батарей для отопления дома практически не используются, из-за дороговизны компонентов –  комплект фотоэлектрических панелей мощностью один кВт стоит около 80-100 тысяч рублей.

Хотя 100-ваттные батареи можно использовать для питания напорных насосов.

Как монтируют «солнечное» отопление?

Коллектор устанавливают прямо на крышу, с «солнечной» стороны. Если угол уклона кровли более 30 градусов, то коллектор монтируют на кронштейне, подбирая оптимальное расположение колб, рассчитанное на максимальное поглощение солнечного света. Площадь крыши, готовой принять солнечный коллектор, не может быть менее 40 квадратных метров. Стропильная система кровли должна быть усилена, иначе крыша просто не выдержит вес оборудования.

Бак-накопитель и напорное оборудование монтируют под кровлей, в чердачном (с обязательным утеплением) или жилом пространстве. Вес бака может доходить до 500 килограмм, поэтому чердачное перекрытие следует усилить.

Разводку одноконтурной или двухконтурной сети выполняют по классическим правилам, отдавая предпочтение металлическим трубам и сварочной сборке. Ведь давление в коллекторе доходит до 6-10 атмосфер, а полимерные трубы просто не выдержат температурной нагрузки – любой термопластичный пластик расплавится при температуре 120-170 градусов Цельсия.

Солнечные коллекторы для отопления дома – обзор популярных моделей

Сортамент солнечных коллекторов необычайно широк. Однако к сегменту действительно эффективных «отопительных коллекторов» мы можем причислить далеко не все подобные приборы. Ведь часть коллекторов предназначается исключительно для систем горячего водоснабжения.

По нашему мнению из сортамента солнечных коллекторов можно выделить лишь несколько моделей «отопительного» типа, а именно:

Панельный коллектор Unisol Neo 2.1

Панельный коллектор Unisol Neo 2.1

Панельный коллектор Unisol Neo 2.1

используемый в роли нагревательного элемента  в системах косвенного нагрева. Площадь панели этого коллектора – 1,9 «квадрата», что позволяет собрать до 1,5 кВт тепловой энергии.

  • Вес одного модуля – 35 килограмм. При этом модуль можно разместить как поверх крыши, так и прямо в кровельном «пироге», как встраиваемый элемент.
  • Максимальная температура теплоносителя – 120 градусов Цельсия.
  • Стоимость одного модуля – 60-65 тысяч рублей.

Вакуумный коллектор POWER15

Вакуумный коллектор POWER15

Вакуумный коллектор POWER15

модуль которого состоит из 15 колб с общей площадью поглощения 2,5 квадратных метра. Такой коллектор можно использовать в косвенной системе – он может разогреть первичный теплоноситель до 320 градусов Цельсия, или в одинарной системе —  в этом случае он поднимет температуру основного теплоносителя до 120 °C.

  • Вес одного модуля – 47 килограмм.
  • Тепловая мощность одного модуля – до 2 кВт.
  • Монтаж осуществляется на кронштейн или на кровлю.
  • Стоимость модуля 145 тысяч рублей.

Вакуумный коллектор СВК-НР-30

Вакуумный коллектор СВК-НР-30

Вакуумный коллектор СВК-НР-30

генерирующий 2,38 кВт тепловой энергии в час (при максимальной интенсивности солнечного света).

  • Коллектор состоит из 30 трубок и весит 73 килограмма. При этом КПД коллектора – 95 процентов, поэтому площадь поверхности одного модуля – всего 3 квадратных метра.
  • Стоимость данной модели – 770-800 долларов США.





Также советуем посмотреть:





Расчет мощности кондиционера онлайн

Расчет теплопотерь помещения

Расчет вентиляции помещения