Как работают солнечные коллекторы для отопления дома

Как работают солнечные коллекторы для отопления дома Альтернативное отопление

Экономия и эффективное использование энергии – постоянный тренд, которому следуют производители современного оборудования. Не стали исключением и отопительные, а также водонагревательные системы. В них все чаще используется самая дешевая и доступная энергия – солнечные коллекторы для отопления дома становятся товаром, получающим все большее и большее распространение.
Отопление дома солнечными коллекторами

Типы оборудования

Сразу следует отметить, что солнечные коллекторы для отопления дома представляют собой четко разделенные типы. У них есть свои правила применения, следовательно, достоинства и недостатки.

  1. Системы, производящие отопление в период весны и осени до наступления морозов. Подобные структуры производят отопление дома солнечными коллекторами, но не защищены от воздействия температуры ниже нуля. Отзывы о подобных системах свидетельствуют, что подобные решения довольно эффективны. Они обладают достаточной реактивностью для сопротивления легкому морозу довольно длительное время. Но такие коллекторы выйдут из строя, если оставить систему на морозе, например, на сутки.
  2. Отопление, которое осуществляют солнечные коллекторы активного типа, не боится низких температур. В состав такой системы обязательно входят электронагреватели, компенсирующие воздействие мороза. Подобные солнечные батареи не требуют слива жидкости, можно не бояться, что система отопления придет в негодность, если будет под воздействием сильных морозов.

Солнечные коллекторы используются не только для отопления, но и для обеспечения дома горячей водой. Сделать это несложно. Коллектор может иметь открытую или двухконтурную систему, в пределах которой циркулирует теплоноситель, предназначенный для разных целей.

Краткое описание работы солнечных коллекторов

Конструкция солнечного коллектора

Солнечные батареи представляют только часть системы. Главная – накопитель тепла и система, обеспечивающая циркуляцию через коллектор и структуру труб в доме. Если перечислить, что включает в себя солнечное отопление, список будет таким:

  1. Солнечные блоки.
  2. Неосновной коллектор, один или несколько, для нагрева воды. Такая часть включается в качестве отдельной схемы, если нужно организовать отдельный контур водоснабжения, например, дом не имеет централизованного водопровода. Отзывы подтверждают целесообразность подобного метода.
  3. Электрический насос, предназначенный для организации циркуляции через солнечные блоки.
  4. Контрольная система, представляющая собой датчики температуры и модули управления потоком теплоносителя типа «сигнал – отзыв» через коллектор.
  5. Теплоаккумулятор, представляющий собой большой бак. Он тщательно изолирован от потерь тепла и является основным рабочим узлом, без которого солнечные батареи просто не смогут обеспечить дом теплом в достаточной степени.

Кроме того, для функционирования в условиях аварий предусматриваются следующие меры защиты:

  • отдельные электрические солнечные батареи;
  • маломощный циркуляционный насос, предназначенный для обеспечения потока жидкости через солнечные блоки.

Задача такого насоса – предотвратить перегрев и образование пара, который повредит коллектор. Задача отопления дома не ставится. Скорость прокачки зависит от того, какой отзыв приходит от датчиков температуры.

Помимо своей основной функции – спасти коллектор от разрыва паром при перегреве – система дублирования имеет еще одно предназначение. Она снимает часть нагрузки с основного насоса, который питает дом. К тому же использование электрических солнечных батарей экономит еще немного энергии.

Вкратце, солнечные блоки отопления работают следующим образом:

  1. Коллектор представляет собой множество тонких трубок. Они расположены в теплообменнике, задача которого – захватить максимум тепла. Они красятся в черный цвет, оборудуются поверхностями из стекла, часто – тонированного.
  2. Вода нагревается, солнечные блоки представляют собой панель, по которой непрерывно идет поток жидкости. Все тепло находится внутри.
  3. Дом запитан от теплоаккумулятора – бака, накапливающего горячую воду. Из него идет две структуры циркуляции – одна выполняет отопление дома, вторая непрерывно перегоняет воду сквозь коллектор.
  4. Скорость потока жидкости через солнечные блоки регулируется датчиками температуры по простейшей схеме «сигнал — отзыв». Она либо увеличивается, когда разница «вход-выход» мала и требуется поддерживать уровень тепла, либо уменьшается, если коллектор должен отбирать максимум энергии солнца.

Функционирование разных типов систем

Система отопления на солнечных батареях
Солнечные структуры отопления базируются на разных требованиях. Дом, отапливаемый зимой, обязательно применяет так называемую активную систему, по которой работает коллектор и бак-накопитель. Она представляет собой вышеописанную схему с небольшими дополнениями.

  1. Электронная система защиты солнечных блоков предусматривает учет не только образования пара при перегреве, но и кристаллизации воды при замерзании. Поэтому постоянно производится циркуляция жидкости, которой заполнен коллектор.
  2. Теплоаккумулятор (накопительный бак, к которому подключен дом), теплоизолирован. Но сильные морозы могут превратить в лед и его содержимое. Поэтому еще одна обязательная активная часть, которую включает применяемая система отопления – электрический нагреватель. Его задача – поддерживать минимальные параметры жидкости внутри основной структуры труб, которые пронизывают дом.
  3. Основной насос циркуляции и его система электронного контроля рассчитаны на то, что дом останется без тепла. В этом случае задача состоит в поддержании потока жидкости в основной системе отопления.

Обе структуры (подогрева содержимого теплоаккумулятора и циркуляции) не защищены от комплексной атаки. Например, отключение электричества может привести к полному выходу из строя. Испортится коллектор, солнечные блоки перестанут выполнять свои функции, даже трубы, которыми оборудован дом, могут прийти в негодность.

Метод решения такой опасной ситуации состоит в создании дублирующей системы электроснабжения. Она предпочтительнее, поскольку использование антифриза в качестве наполнителя системы отопления дома приводит к некоторому снижению показателей эффективности работы солнечных блоков и делает невозможным сброс и замену теплоносителя в случае аварийного перегрева.

Конструкционные решения

Солнечный коллектор вакуумный для отопления
На современных строениях уже можно увидеть солнечные блоки. Чаще всего дом оборудуется системой отопления, когда коллектор тепла (солнечные блоки) располагается прямо на крыше. Такой подход оправдан, так как позволяет разместить теплоаккумулятор на чердаке. Там же размещаются приборы электронного контроля и силовые узлы в виде циркуляционных насосов и преобразователей напряжения. В результате даже построенный без учета размещения подобной структуры дом претерпевает минимальные конструкционные изменения.

Но у такого размещения есть недостатки. Солнечные блоки работают с максимальной эффективностью только часть дня, когда лучи солнца падают на поверхность под прямым углом. В остальное время коллектор «слабеет». Существует и гораздо лучший вариант, когда система отбора тепла монтируется на панелях и размещается на открытом пространстве двора или плоской крыше. Обычно солнечные блоки размещаются вертикально, с возможностью изменения угла наклона.

Система регулировки максимально проста и эффективна – она представляет собой сервопривод и полукруглую зону, на которой расположены фотодатчики. В зависимости от приходящих от них сигналов, система выбирает оптимальный угол и поворачивает панель. Похоже на то, как подсолнечник поворачивается в направлении солнечных лучей.

Выгодно ли это?

Следует помнить, что применение солнечных блоков не сможет полностью обеспечить дом теплом. Отопление дома солнечными коллекторами — только метод экономии ресурсов, хотя и очень хороший. Существуют крайние решения, способные полностью обеспечить потребности в тепле и горячей воде. Но площадь, стоимость, количество оборудования будут существенными.

Оптимальное применение солнечных блоков обеспечит значительное уменьшение срока отопительного сезона, а дом может быть обеспечен горячей водой. Речь не идет о быстром нагреве значительного потока, работа, скорее, будет похожа на электрический бойлер. Но система не требует расходов и позволяет создавать любой объем теплоаккумулятора.

Оцените статью
Добавить комментарий