Солнечные гелиоколлекторы

Внутри стеклянной трубки находится медная трубка, заправленная легкокипящим реагентом, формула которого держится в секрете производителями. Как правило, это разряженная  дистиллированная вода. Повредить медный сердечник можно только направленным механическим воздействием извне. Град или иная стихия ему не страшен. Медные стержни проходят многократные испытание  в циклах замораживание до -15°С – погружение в воду температурой +70°С.

Насколько безопасна система в целом?

У гелиосистем имеются  несколько уровней защиты, главная  из которых контролирует температуру  воды в баке-аккумуляторе. Если вода нагреется выше 85°С, срабатывает автоматика и циркуляционный насос отключается. При достижении в баке критических 95°С открывается клапан и происходит аварийный сброс воды, чтобы бак не разорвало.

Температура воды, направляющейся к водозаборному  крану не должна быть выше 50°С, поэтому в системе предусмотрен термосмеситель.

Имеет защиту и  сама система. При превышении на коллекторе температуры 115°С, контроллер останавливает насос, чтобы расширительный бак мог принять образовавшийся пар. Объем расширительных баков в гелиоколлекторных системах в 3-4 раза больше, чем в системах отопления. Даже при отключении электроэнергии контроллер, имея автономный резерв электропитания, сохраняет все настройки, и коллектору это не вредит. После возобновления подачи электроэнергии насос включается, и система продолжает работу.

Каковы ночные потери тепла в баке?

Теплоаккумулирующая емкость устроена аналогично термосу. Сам резервуар выполнен из анодированной  или нержавеющей стали. Снаружи  он термоизолирован пенополистиролом (толщина слоя от 50 мм). Температура воды в баке, если не происходит водоразбора, падает максимум на 5°С. Задача гелиоколлекторной системы нагреть воду в течение дня и обеспечить дом горячей водой в часы пиковой нагрузки – утренний и вечерний душ, принятие вечерней ванны. Для этого достаточно нагревать воду до 55°С – с чем гилиоколлекторо отлично справляется.

Можно ли обогреть дом при помощи гелиоколлектора?

Теоретически отопление  при помощи солнечных коллекторов  возможно – для этого нужно  нарастить их достаточную площадь. Однако в этом случае встает вопрос: что делать с избытком тепла вне  отопительного сезона и насколько  данная инвестиция оправдает себя экономически? Летом придется сокращать гелиополе в несколько раз. Можно, конечно, пустить избыточное тепло на обогрев бассейна, но его все равно будет более чем достаточно. Одним словом полный обогрев дома гелиоколлекторами пока нерентабелен. Другое дело обеспечение ГВС.

Целесообразно ли преобразовывать тепловую энергию от гелиоколлекторов в электрическую?

Для этих целей  лучше подходят фотоэлектрические  установки (солнечные батареи), однако даже их эффективность пока не высока – всего лишь 15%. Для того, чтобы  получить 200 Вт, электроэнергии необходима батарея площадью 1,5 м². Устанавливать  менее десяти таких панелей невыгодно, зато десяток батарей позволит получить уже 2000 Вт. Стоимость аккумуляторов для такой установки достаточно высока – порядка 3000$. Солнечная энергия пока обходится слишком дорого. Явная выгода фотоэлектрических систем в их полной независимости. Работая в паре с гелиоколлектором, они смогут обеспечивать дом горячей водой даже при отсутствии внешнего электроснабжения. В свете последних событий и устойчивой тенденции к климатической нестабильности автономия систем жизнеобеспечения дома выходит на первое место.

Сегодня мировая  наука работает над созданием  принципиально новых гелиосистем, в которых главная роль отводится  современным материалам. Американские ученые разработали солнечный коллектор  на монокристаллах, которые воспринимают весь спектр солнечного излучения. При  помощи линз на них фокусируется огромная энергия, и такие системы имеют  эффективность на порядок выше обычных  тепловых коллекторов. Уже есть установки, сочетающие в себе солнечные батареи  и тепловые коллекторы. Для того чтобы перевести такую систему  из одного режима в другой достаточно простого переключения на пульте управления.

Чем отличается гелиоколлекторное оборудование различных производителей, кроме цены?

Многие известные  компании, производящие тепловые коллекторы, также выпускают и другое отопительное оборудование, предлагая заказчикам комплексные решения. Однако такие  решения, как правило, являются и  самыми дорогими. На самом деле система  никак не пострадает, если будет  грамотно собрана из отдельных частей, произведенных разными компаниями, а может даже и выиграет от этого. В любом направлении есть свои лидеры, поэтому, выбирая лучшее, мы только повышаем качество системы. Так, например, самые оптимальные по соотношению  цена-качество коллекторы производятся в Китае. Аккумулирующие емкости  смело можно брать польского  или чешского производства, – они  ни чуть не хуже немецких или австрийских, однако значительно дешевле. А вот автоматику лучше устанавливать немецкую – она самая надежная. Фитинги и запорную арматуру следует приобретать у лидеров в данной сфере производства – итальянцев и испанцев.

Что касается тепловых трубок, то здесь не зря был упомянут Китай. Однако одной надписи «Made in China» явно не достаточно, – должен быть указан производитель, а если он имеет Интернет-сайт, то продукция обещает быть превосходной. На сегодняшний день в поднебесной насчитывается 3000 производителей трубок, и разобраться в них не могут даже специалисты. Поэтому предпочтение следует отдавать тем, кто имеет государственные инвестиции и предоставляет информацию о себе.

Гелиосистема  для горячего водоснабжения «ТЛМ-Сокольники»  

Система предназначена для  приготовления горячей воды технологического, хозяйственного и бытового потребления  с использованием лучистой энергии  солнца в автоматическом режиме. Система (Рисунок 1) может работать автономно  либо может быть интегрирована в  существующую систему ГВС.  

Состав системы

1. Модульные алюминиевые гелиоколлекторы в теплоизолированных корпусах, в требуемом количестве.

2. Бак-аккумулятор.

3. Устройство управления на базе программируемого логического контроллера JAZZ, включающее в себя первичные измерительные преобразователи температуры и управляемую запорную арматуру.

4. Циркуляционный насос.

5. Элементы трубной обвязки.

6. Элементы крепежных конструкций

Рисунок 1 – Функциональный состав системы «ТЛМ-Сокольники»

Работа системы  

Исходная холодная вода через  электроклапан КЛ1 поступает во входную магистраль циркуляционного насоса Н. Насос Н обеспечивает подачу подогреваемой воды в гелиоколлектор. Проходя через гелиоколлектор вода нагревается и поступает в бак-аккумулятор Б1. Бак-аккумулятор оснащен датчиками верхнего и нижнего уровня. При срабатывании датчика нижнего уровня ДН перекрывается отбор горячей воды электроклапаном КЛ3, а при срабатывании датчика верхнего уровня ДВ подача холодной воды перекрывается электроклапаном КЛ1.

В состав системы входят первичные измерительные преобразователи  температуры Т1, Т2 для измерения температуры воды на выходе коллектора и в баке-аккумуляторе. При превышении температуры воды в коллекторе над температурой воды в баке ПЛК выдает команду на открытие входного клапана КЛ1, что приводит к поступлению воды для подогрева. В случае, если температура воды в баке-аккумуляторе ниже требуемой (задается оператором при настройке системы), то клапан КЛ1 закрывается и открывается электроклапан КЛ2. Циркуляционный насос прокачивает воду из бака-аккумулятора через коллектор, что приводит к ее дальнейшему подогреву. ПЛК производит сравнение температур воды в баке и коллекторе и дозирует подачу холодной воды клапаном КЛ1 с целью достижения заданной температуры воды на выходе из системы.

Программируемый логический контроллер JAZZ оснащен часами реального времени, календарем и может алгоритмически проводить вычисления количества отпущенной воды и тепла. Данные о состоянии системы и расчетные показатели по воде могут быть переданы в систему верхнего уровня.