info@aqua25.ru

Дом будущего
Всё о солнечных коллекторах (из статьи краевой независимой экологической газеты «Свежий ветер приморья»).
Что же такое солнечные коллекторы? Как они устроены? На сколько экономичны и экологичны? Каких видов бывают солнечные водонагревательные установки? И какие лучше выбрать: китайские вакуумные или германские плоские солнечные коллекторы? На все эти вопросы мы постараемся ответить сегодня в нашей постоянной рубрике «Дом будущего».

Практическая задача, стоящая перед разработчиками и создателями различного вида солнечных установок, состоит в том, чтобы наиболее эффективно «собрать» поток энергии и преобразовать его в нужный вид энергии (теплоту, электроэнергию) при наименьших затратах на установку. Простейшвую очередь используется для обеспечения горячей воды, что особенно актуально летом, когда солнечная активность максимальна и большое потребление горячей воды. Кроме этого, в отдельных случаях при построении комбиим и наиболее дешевым способом использования солнечной энергии является нагрев бытовой воды в так называемых солнечных коллекторах. Солнечные коллекторы разного типа позволяют получить тепловую энергию, которая в пернированных котельных установок тепло от солнечных коллекторов частично можно использовать в различных системах отопления, например, при работе котельной установки в переходные периоды года, в районах с высокой солнечной активностью.

sol_n

Используя энергию солнца, гелиосистемы позволяют ежегодно экономить традиционное топливо:- до 90% — для горячего водоснабжения при круглогодичном использовании;
— до 100% — для горячего водоснабжения при сезонном использовании;
— до 90% — для целей отопления; — до 80% — для целей дежурного отопления.
Следует учитывать, что каждая система индивидуальна, и процент экономии энергоресурсов при использовании гелиосистемы необходимо рассчитывать. Для расчетов гелиосистем использует специальные сложные программы. Основных типов коллекторов два — плоские и вакуумные. Более сложными являются вакуумные. В солнечные летние дни разница в работе хороших плоских и вакуумных солнечных коллекторов практически незаметна. В теплые месяцы образуется избыточное тепло, которое необходимо использовать, например, для бассейна, душа, стирки и т.п.

Очень непросто даже примерно сказать, сколько коллекторов и какой мощности нужно установить, чтобы нагревать воду для дома, так как в каждом проекте индивидуально просчитываются и учитываются различные факторы, такие как теплоизоляция, ориентация дома по сторонам света, затененность участка, роза ветров, местонахождение, вид системы отопления, число потребителей горячей воды.
На вопросы СВ отвечает Виталий Торников, технический директор компании «Акватория 25», отметивший преимущества солнечных коллекторов: «Основное достоинство этих систем — фактически бесплатная энергия солнца. Ваш дом не будет зависеть от коммунальных сетей и возможных перебоев с энергоснабжением».
СВ: Бесплатное отопление — в России это звучит фантастически! И в чем же основной препон для установки таких систем?
ВТ: Единственный минус — сама система достаточно дорогостоящая, она, конечно, окупится в скором времени, но первые вложения велики.
СВ: Какие виды коллекторов сейчас есть на рынке?

ВТ: У заказчиков есть выбор между плоскими и вакуумными коллекторами китайского и немецкого производства.
СВ: И в чем разница? В установке?
ВТ: Их монтаж не сложнее, чем установка котла отопления. Немецкие коллекторы сервисного обслуживания не требуют, а китайским оно требуется раз в 2-3 года. Однако азиатская продукция по стоимости сравнима с котельным оборудованием, а европейская — намного дороже. При этом у немецких коллекторов срок службы 25 лет, а окупаются они за 10-15 лет.
Так что выбор за потребителем»
Вакуумные коллекторы

В вакуумном водонагревателе-коллекторе объем, в котором находится поверхность, поглощающая солнечное излучение, отделен от окружающей среды вакуумированным пространством, что позволяет практически полностью устранять потери теплоты в окружающую среду за счет теплопроводности и конвекции. Потери на излучение в значительной степени подавляются за счет применения особого селективного покрытия. Так как полный коэффициент потерь в вакуумном коллекторе очень мал, а теплоноситель в нем можно нагреть до температур 120 160 С. Солнечный вакуумный коллектор обеспечивает сбор солнечного излучения в любую погоду, практически вне зависимости от внешней температуры. Коэффициент поглощения энергии таких коллекторов доходит до 98 %.

vaccol

Преимущества и области использования вакуумных солнечных коллекторов

Благодаря высокой теплоизоляции вакуумные солнечные коллекторы работают очень эффективно при низких температурах окружающей среды.
Солнечные тепловые установки на основе вакуумных коллекторов могут применяться как для целей горячего водоснабжения, так и для отопления дома. При этом в летнее время можно полностью получать горячую воду от солнечного нагревателя. В остальное время года за счет энергии солнца можно получать до 80% горячей воды. Часто возникает вопрос, насколько реально отапливать дом за счет энергии солнца. К сожалению, в России о значительной доле солнечного отопления в тепловом балансе говорить не приходится. Однако, солнечная отопительная установка на основе вакуумных солнечных коллекторов может с успехом справляться с задачей поддержания минимальной заданной температуры дома весной и осенью. В зимнее время тоже можно рассчитывать на некоторую добавку тепловой энергии для отопления. Но она будет незначительна в декабре и январе. Поэтому обычно солнечную отопительную систему рассчитывают на работу в весенне-осенний период, а зимой она будет помогать вашей основной системе отопления (на газе, дровах, биотопливе, солярке и т.п.).

Комментирует достоинства и недостатки вакуумных коллекторов Виталий Торников, технический директор компании «Акватория 25»: «Плюсы. Это оборудование дешевле, а КПД у него выше, особенно при ясной погоде. Минусы. Практика показала, что вакуумный коллектор плохо переносит влажный климат нашего края. В холодное время года, когда на его поверхность выпадает иней, коллектор не может улавливать солнечные лучи и перестает работать. Владельцу дома нужно будет следить за этим и при необходимости счищать иней (как с лобового стекла автомобиля), чтобы система снова заработала. Но для этого необходимо оптимальное
соотношение влажности и температуры воздуха, что, конечно, случается, но не так часто, чтобы быть фатальным.»

Техническое описание

Конструкция стеклянных вакуумных труб похожа на конструкцию термоса: одна трубка вставлена в другую с большим диаметром. Между ними вакуум, который представляет совершенную теплоизоляцию. Конвективные потери и потери на излучение, особенно ощутимые зимой, а также при высоких температурах нагреваемой воды, очень низкие. Благодаря цилиндрической форме трубок солнечные лучи падают на постоянную поверхность перпендикулярно к оси трубки. Это приводит к получению большей энергии с единицы теплоприемной поверхности, даже если солнце и светит под «неудобным» углом, во время захода и восхода солнца, например, и при разных поворотах коллектора. Вакуумными трубками используется и так называемый диффузионный свет, когда солнце закрыто облаками. Эти коллекторы с цилиндрической абсорбционной поверхностью имеют ряд неоспоримых преимуществ перед плоскими солнечными коллекторами. В любое время дня под прямым солнечным излучением постоянно находится часть абсорбирующего вещества вакуумной трубки; это как бы плоский коллектор, поворачивающийся за солнцем. При устройстве специальных отражателей эффективная воспринимающая площадь коллектора может быть в разы больше аналогичной площади плоского солнечного коллектора.

Плоские коллекторы

Медные трубки абсорбера плоского коллектора собирают солнечное тепло под защитным стеклом, создающим парниковый эффект, и передают тепло циркулирующему в трубках теплоносителю или воде. Математическое моделирование простейшей солнечной водонагревательной установки, проведенное в Институте высоких температур Российской академии наук с использованием современных программных средств и данных типичного метео-года показало, что в реальных климатических условиях средней полосы России целесообразно использование сезонных плоских солнечных водонагревателей, работающих в период с марта по сентябрь. Для установки с отношением площади солнечного коллектора к объему бака-аккумулятора 2 м2/100 л вероятность ежедневного нагрева воды в этот период до температуры не менее чем 37 С составляет 50-90%, до температуры не менее чем 45 С — 30-70%, до температуры не менее чем 55 С — 20-60%. Максимальные значения вероятности относятся к летним месяцам.
Комментирует Виталий Торников: «Основной плюс, что с точки зрения обслуживания — это абсолютно беспроблемное оборудование. Плоские коллекторы хорошо подходят для влажного климата Приморского края. Лучше работают в пасмурную погоду.
Минусы. Во-первых, коэффициент полезного действия (КПД) у них ниже, чем у вакуумных. Во-вторых, плоские коллекторы (европейские) обойдутся дороже вакуумных(китайских).»

Электрокотел и водяной теплый пол

Виталий Торников, технический директор компании «Акватория 25»: «Оптимальный, на мой взгляд, вариант отопления частного загородного дома — это система, состоящая из электрокотла в подвале и водяного теплого пола в жилых помещениях. Раньше были распространены дизельные котлы, но сейчас стоимость топлива для них слишком высокая. Желательно заранее предусмотреть возможность установки солнечного оборудования, если не сейчас, так потом. Плюсы. Такая система при грамотном техническом расчете может полностью отапливать дом и даже обеспечить его горячей водой. В таком случае не требуется автоматизация управления, как при сочетание теплых полов и радиаторов. Электрокотлы не требуют сервисного обслуживания (только после окончания срока службы).
Расходы на электроэнергию для такой системы значительно ниже, чем стоимость центрального отопления или отопления дизельными котлами. В нашей практике большой хорошо утепленный дом площадью 350 м2 на отопление и горячую воду расходовал энергии на четыре-пять тысяч рублей в месяц (семья из трех человек). Это в 8-10 раз ниже стоимости отопления при помощи дизельных котлов. Минусы. Во-первых, чтобы отапливать дом только водяными теплыми полами, его придется очень хорошо утеплить. Во-вторых, укладывать теплый пол желательно на бетонное или каменное основание, а сверху — тонкий слой ламината (в идеале плитка, мрамор, варианты бетонного-каменного покрытия). В-третьих, на случай перебоев с энергоснабжением нужно установить небольшой аварийный дизельный котел и генератор. Основная дилемма при установке такой системы — это выбор труб, которые будут закладываться в пол и заливаться бетоном. Как всегда, придется выбирать между дешевизной и надежностью. Полипропиленовые трубы – это бюджетный вариант, но впоследствии с ними возможны такие неприятности, как возникновение микротрещин («эффект высыхания и старения»). Цельнотянутые медные трубы — значительно дороже, но в бетоне они не деформируются, и подобных проблем не возникает. Стальная «черная» труба в бетоне ржавеет, цельнотянутая «нержавейка» стоит дороже меди, а гофрированная Корее-китайская нержавейка — шовная, бетонировать её опасно.»

Стоимость немецкого коллектора Wolf, с заявленной мощностью 2 кВатт состовляет 38 000 руб.

Стоимость Китайского коллектора Fullgreen, с заявленной мощностью 1,6 кВатт составляет 14 000 руб

Стоимость изготовления теплых полов под ключ: На полипропилене 1700 руб/м. кв.

На меде 2700 руб/м. кв.

Стоимость всего комплекта рассчитывается согласно выполненным тепловым расчётом на каждый объект в отдельности.

Leave A Comment