Солнечный водонагреватель – это, пожалуй, самый эффективный, безопасный и экономически выгодный бойлер. Ведь такой нагреватель «питается» бесплатной и неиссякаемой солнечной энергией, обслуживая систему горячего водоснабжения, рассчитанную на любые объемы и число пользователей.
Поэтому в данной статье мы рассмотрим конструкцию типового солнечного водонагревателя, а равно и конкретные модели подобного оборудования. Руководствуясь этой информацией, вы сможете купить солнечный водонагреватель, пригодный для обслуживания системы горячего водоснабжения или отопления именно вашего жилища.
Как устроен солнечный водонагреватель?
Такой нагреватель собирают из следующих узлов:
- Коллектора – радиатора, состоящего из медных трубок, упакованных в герметичные контейнеры из стекла – вакуумные колбы. При этом в тепловые (медные) трубки коллектора закачивают воду или другой теплоноситель, а сам солнечный радиатор монтируют под углом к горизонтали, укладывая на особый кронштейн.
- Бака-накопителя – емкости с водой, впитывающей энергию теплоносителя, циркулирующего по коллектору. Причем вода в накопителе нагревается за счет поступающего из коллектора теплоносителя или за счет энергии от внутреннего радиатора, вложенного в бак и связанного с коллектором сетью трубопроводов.
- Напорного оборудования – водяного насоса, обеспечивающего циркуляцию теплоносителя.
- Трубопроводной арматуры, связывающей коллектор и накопитель или коллектор и внутренний радиатор накопителя.
Эти узлы взаимодействуют друг с другом по следующей схеме:
- Залитая в коллектор вода впитывает тепло солнечных лучей, нагревается и поднимается в верхнюю часть тепловой трубки, побуждая естественную циркуляцию теплоносителя. При этом температура воды в вакуумной трубке поднимается до 300 градусов Цельсия.
- Напор в тепловых трубках коллектора, побуждаемый разностью плотности горячей и холодной воды, транслируется по соответствующей ветви арматуры, связывающей внешний радиатор и бак-накопитель. Если естественного побуждения будет недостаточно, то в дело вступает насос, генерирующий механический напор.
- Под действием естественного или механического побуждения горячая вода покидает солнечный коллектор водонагревателя и смещается в бак-накопитель, повышая температуру в этой емкости. При этом теплоноситель из коллектора смешивается с водой накопителя или циркулирует по внутреннему радиатору, встроенному в бак.
- Сместившаяся в бак горячая вода создает разряжение в нижней части коллектора, засасывая во внешний радиатор холодную воду из накопителя или внутреннего радиатора. Если разряжение будет недостаточным, то ситуацию исправит напорный насос, подкачивающий холодную воду в тепловую трубку вакуумной колбы.
В итоге солнечное тепло, разогревая расположенный за пределами дома теплоноситель в коллекторе, нагревает и воду в баке-накопителе, которую будут расходовать пользователи такого водонагревателя.
Разновидности солнечных водонагревателей
Водонагреватели на солнечных батареях можно использовать в качестве вспомогательного или основного «источника» в системе горячего водоснабжения.
В первом случае нам нужен панельный водонагреватель, тепловые трубки которого уложены в короб с минимальной теплоизоляцией и застекленной верхней гранью. Такой водонагреватель можно собрать своими руками или купить в специализированном магазине. Стоит он недорого, но эффективность такого нагревательного прибора оставляет желать лучшего – нагретые тепловые трубки отдают энергию не только баку-накопителю, но и окружающему пространству, излучая аккумулируемое тепло.
Во втором случае нам нужен вакуумный водонагреватель, тепловые трубки которого уложены в герметичные колбы, освобожденные от воздуха. В этом случае вся энергия солнца будет передана баку-накопителю: ведь безвоздушное пространство (вакуум) не проводит тепло. В итоге температуру в баке можно поднять практически до точки кипения воды.
Поэтому вакуумные коллекторы можно использовать не только в роли основного источника энергии для системы горячего водоснабжения, но и в виде вспомогательного котла для отопления жилища.
Кроме того, классификацию солнечных нагревателей можно выстроить по схеме контакта теплоносителя коллектора и нагреваемой среды, залитой в бак-накопитель.
Согласно этому принципу из сортамента подобных устройств можно выделить следующие разновидности нагревателей:
- Разомкнутые коллекторы, которые сбрасывают (подмешивают) нагретый солнцем теплоноситель к воде в баке. В этом случае смесь теплоносителя и жидкости из бака расходуется пользователем, поэтому в солнечный радиатор можно залить только обычную, чистую воду. Поэтому такие коллекторы используются только в качестве источника в системах горячего водоснабжения. Причем по этой схеме строится и простейший, самодельный коллектор для летнего душа, и полноценный солнечный водонагреватель для бассейна.
- Одноконтурные коллекторы, которые сбрасывают нагретый солнцем теплоноситель в напорную трубу разводки системы отопления и получают остывшую жидкость из «обратки». Проще говоря: накопителя в этой системе нет – вместо него энергию солнца используют радиаторы системы отопления. Причем теплоноситель солнечного коллектора может смешиваться со средой, транслируемой по разводке системы отопления. Поэтому в качестве теплоносителя можно использовать воду, масло антифриз и прочие жидкие среды.
- Двухконтурные коллекторы, которые сбрасывают нагретый солнцем теплоноситель во внутренний радиатор, встроенный в бак-накопитель. Прямого контакта теплоносителя и среды в баке в этом случае нет. Поэтому в качестве наполнителя солнечного коллектора мы можем использовать любую среду с высокой тепловой проводимостью, собирая солнечный нагреватель по принципу теплового насоса. Такой прибор можно использовать и в роли источника системы горячего водоснабжения и в качестве единственного или вспомогательного котла системы отопления.
Как видите: сортамент солнечных водонагревателей более чем разнообразен. Среди подобных установок вы можете найти и нагреватели для летнего душа, и полноценные котлы, обеспечивающие жилище и теплом, и горячим водоснабжением. Ну а с конкретными моделями вы можете познакомиться ниже по тексту.
Солнечные водонагреватели для дома – обзор популярных моделей
К наиболее востребованным моделям солнечных водонагревателей мы можем отнести следующие модели:
Водонагреватель POWER15 1.72M2 – этот коллектор собирается из 10-15 вакуумных колб, формирующих активную площадь габаритами до 2,5 квадратных метров. А с учетом того, что солнце излучает до 1,3 кВт на квадратный метр, тепловая мощность такой системы получается очень приличной даже с учетом 76-процентного КПД конкретно этой модели.
При этом сквозь такой коллектор можно пропустить достаточно большой объем жидкости, подаваемый в тепловые трубки под давлением до 6 атмосфер. Температура разогретого в POWER15 1.72M2 теплоносителя достигает 330 градусов Цельсия.
Стоимость коллектора (без арматуры, насоса и бака) – 145 000 рублей.
Изготовленный в Чехии Водонагреватель Azuro Shelter 1,2х1х0,9м,
собирающий солнечный свет с площади 1,8 квадратных метров. Конкретно эта панель используется для нагрева воды в бассейне. Модель Azuro Shelter может поднять температуру в чаше среднего объема (до 30 кубометров) на 6 градусов Цельсия даже в случае 6-часового солнечного дня.
Стоимость дугообразной панели, принимающей свет со всех сторон – 12 тысяч рублей.
Немецкий коллектор Buderus Logasol CKN 2.0-s,
пригодный для использования в системах горячего водоснабжения разомкнутого типа. КПД этой модели – 85 процентов, вес – всего 30 килограмм (за счет алюминиевой рамы и однослойного остекления). Такой коллектор нагревает теплоноситель до 170 градусов Цельсия и может выдержать давление до 6 атмосфер.
Стоимость модели Buderus Logasol CKN 2.0-s – 42-43 тысячи рублей.
Китайский панельный коллектор Intex 28685
пригодный для обогрева бассейнов объемом до 30 кубических метров. Водонагреватель настилается прямо на грунт и обеспечивает комфортную температуру в бассейне даже в условиях северного лета с короткими солнечными днями. Причем сам коллектор готов к использованию прямо из коробки, без предварительных пуско-наладочных работ.
Стоимость изделия – до 2 тысяч рублей.
Отечественный вакуумный коллектор панельного типа NIBE Solar серии FP215
обслуживающий двухконтурные системы косвенного нагрева (с внутренним радиатором в баке накопителе). Такая панель занимает практически 2 м2, генерируя около 1,8-2 кВт тепловой энергии, что вполне достаточно для бесперебойного водоснабжения дома средних габаритов или отопления комнаты площадью до 20 м2.
Стоимость панели (без бака, арматуры и внутреннего радиатора) – 125 тысяч рублей.
Вакуумный коллектор от немецкого производителя – компании Meibes – MVK 001
Площадь этого солнечного нагревателя – 2,6 квадратных метра. КПД – 95 процентов, что гарантирует максимальную температуру теплоносителя на уровне 295 градусов Цельсия. Корпус коллектора создан из высокопрочного материала – боросиликатного стекла. Поэтому такой коллектор можно монтировать даже поверх кровли. Корпус вакуумных колб выдерживает снеговую нагрузку до 300 килограмм на квадратный метр и ветровую нагрузку в эквиваленте 150 кг/м2. В одну систему можно установить до 6 таких модулей, генерирующих до 16 кВт тепловой мощности.
Стоимость одного модуля, рассчитанного на 2,2 литра теплоносителя – 96-100 тысяч рублей.
