Тепловой коллектор на крышу дома

Обновлено: 18.04.2024

Из года в год растет популярность систем отопления и горячего водоснабжения, использующих неисчерпаемую энергию солнца. Несмотря на большие первоначальные затраты, при правильно расчете в южных регионах солнечный коллектор может обеспечить до 100% потребности дома в горячей воде и до 50% в отоплении.

Принцип работы

Солнечный коллектор преобразует инфракрасную энергию солнца в тепловую. Солнечная панель , в отличии от коллектора, преобразует энергию солнца в электрическую.

Солнечное излучение попадает на специальную поверхность коллектора, нагревает ее, тепло передается теплоносителю, циркулирующему по медным трубкам. Кроме самого коллектора в состав системы входит расширительный бак, бак-аккумулятор, насосы и контроллер.

Разновидности

Плоский коллектор представляет собой поглощающую панель (абсорбер), защищенную специальным стеклом. Вакуумный коллектор состоит из стеклянных трубок с двойными стенками. Во внутренней трубке находится теплоноситель, а в пространстве между трубками - вакуум, снижающий потери тепла.

Плоский коллектор неприхотлив, надежен, работает круглый год. Однако зимой его эффективность снижается. Вакуумный коллектор воспринимает рассеянную солнечную энергию и хорошо работает зимой, но имеет более низкий максимальный КПД, больший вес и размеры.

Расчет

Чтобы не разочароваться в эффективности вложения средств необходим предварительный инженерный расчет, учитывающий форму крыши, расход горячей воды. Для расчета отопления важен материал стен, расположение дома по сторонам света, климат и площадь.

Для южных районов условно можно принять необходимую площадь плоского коллектора из расчета 1,5 квадратных метра на каждого проживающего в доме (для вакуумного - 0,8 кв.м). Увеличив в 2,5 раза площадь коллекторов, можно обеспечить до половины потребности дома в отоплении. Необходимо учитывать, что температура теплоносителя не поднимается выше 45 °C , необходимо использовать низкотемпературные системы отопления, например теплый пол. Возникает еще и проблема утилизация лишнего тепла летом.

Стоимость системы горячего водоснабжения "под ключ" на базе солнечного коллектора, рассчитанной на 3-х человек, составляет порядка 100 тыс.руб . Если воду греть электробойлером, то в год на оплату электроэнергии уйдет около 5 тыс.руб . Осталось добавить стоимость электронагревателя и посчитать срок окупаемости.

Использование

В Краснодарском крае солнечные коллекторы используются достаточно активно, приходилось встречать их и в Ростовской области. По отзывам пользователей семье из 3-4-х человек коллектор может обеспечить полную потребность в горячей воде круглый год. Отопление только солнечными коллекторами мне встречать не удавалось, а догревание электрокотлом снижает экономическую эффективность солнечного отопления.

У вас есть опыт использования солнечных коллекторов? Приглашаю высказаться в комментариях.

Энергоэффективные дома, «зелёные» технологии, альтернативная энергия — эти выражения всё активнее входят в нашу жизнь. Сегодня никто не удивляется, увидев на крыше загородного дома солнечные батареи или ветрогенератор – на участке. Пока, из-за высокой цены и особенностей климата, подобные технологии не получили широкого распространения в нашей стране. Тем не немее, думаем, что пользователям нашего портала будет интересно изобретение испанских инженеров, которые разработали «невидимый» солнечный коллектор.

Многие из людей, даже проживая в жарком климате и имея средства на покупку солнечных батарей или гелиоколлектора, не приобретают «зелёные» устройства. По их мнению, они портят внешний вид дома. Особенно если разместить такие устройства на крыше. Испанцы предложили выход, объединив солнечный коллектор и считающуюся элитной сланцевую кровлю в устройство 2в1 и назвали его «термосланцем».

Суть идеи заключается в том, чтобы «снять» высокую температуру со сланца (кровля тёмного цвета в погожий день нагревается свыше 90°C) и использовать её для нагрева воды в доме.

Сам гелиоколлектор представляет собой плоские металлические блоки толщиной в 3.5 см, по которым циркулирует вода. С внешней стороны блок облицован натуральным сланцем.

После монтажа системы крыша ничем не отличается от крыш обычных домов.

На торцах гелиоколлектора находятся по 2 вывода для воды. Соединяя панели друг с другом, «термосланец» объединяется в единый солнечный коллектор, а затем подключается к системе водоснабжения коттеджа. Панели монтируются на скрытый крепёж, что минимизирует возможность протечек и не портит внешний вид крыши.

Всего выпускается четыре типоразмера панелей: 32х22, 35х22, 40х22 и 50х25 см. Также систему можно совмещать с обычной сланцевой кровлей (или искусственным покрытием под сланец), причём, определить визуально, где находится гелиоколлектор, а где смонтирована обычная кровля, невозможно.

Монтаж системы также не вызывает особых сложностей — главное чётко придерживаться инструкции и заранее рассчитать необходимое количество панелей.

В зависимости от площади крыши меняется количество панелей и, соответственно, мощность всей системы. После монтажа гелиоколлектор подключается к системе ГВС загородного дома.

Испытания показали, что в жаркий день кровля из «термосланца» площадью примерно в 8 кв. м на 80% обеспечивает потребности в горячей воде семьи из четырёх-пяти человек. Вес панелей (без воды) составляет 20 кг на 1 кв. метр.

За счёт большой массы всей системы (только 1 кв. м обычной сланцевой кровли может весить около 20-25 кг) гелиоколлектор работает, как теплоаккумулятор, не давая остыть нагретой воде в пасмурные дни.

В случае необходимости панели можно демонтировать или установить на другую крышу.

Испанцы признают, что использование панелей экономически оправдано только в странах с жарким климатом, поэтому они работают над дальнейшими усовершенствованиями системы, направленными на удешевление всей конструкции и повышения её КПД.

На FORUMHOUSE есть тема, где можно узнать все подробности строительства энергоэффективного дома. Также советуем совершить видеотур по энергопассивному дому и посмотреть сюжет, где показывается, как работает гелиоколлектор и воздушный насос.

Ну начнем с того что подобные технологии используются уже больше 5 лет. В Китае на выставке её видел ещё в 2010году. Она в 2 раза дороже мягкой кровли тогда выходила, но в этом примере используется сланец (материал тяжелый требующий больших затрат на стропильную систему и выполняющий только функцию геоколектора). В Китае же система была 2 в 1м и геоколектор и солнечные панели. В местах невозможности установки панелей заполняется мягкой кровлей. И дешевле и практичней.

Это самая дорогая, Сланцевая черепица. возможны искусственные аналоги. Поисковик выдаёт порядочно результатов.

Залупа ебаная Mijjgan - УДАЛИ МОЙ АККАУНТ!Залупа ебаная Mijjgan - УДАЛИ МОЙ АККАУНТ!Залупа ебаная Mijjgan - УДАЛИ МОЙ АККАУНТ!Залупа ебаная Mijjgan - УДАЛИ МОЙ АККАУНТ!Залупа ебаная Mijjgan - УДАЛИ МОЙ АККАУНТ!Залупа ебаная Mijjgan - УДАЛИ МОЙ АККАУНТ!Залупа ебаная Mijjgan - УДАЛИ МОЙ АККАУНТ!Залупа ебаная Mijjgan - УДАЛИ МОЙ АККАУНТ!Залупа ебаная Mijjgan - УДАЛИ МОЙ АККАУНТ!Залупа ебаная Mijjgan - УДАЛИ МОЙ АККАУНТ!Залупа ебаная Mijjgan - УДАЛИ МОЙ АККАУНТ!Залупа ебаная Mijjgan - УДАЛИ МОЙ АККАУНТ!Залупа ебаная Mijjgan - УДАЛИ МОЙ АККАУНТ!Залупа ебаная Mijjgan - УДАЛИ МОЙ АККАУНТ!Залупа ебаная Mijjgan - УДАЛИ МОЙ АККАУНТ!Залупа ебаная Mijjgan - УДАЛИ МОЙ АККАУНТ!Залупа ебаная Mijjgan - УДАЛИ МОЙ АККАУНТ!Залупа ебаная Mijjgan - УДАЛИ МОЙ АККАУНТ!Залупа ебаная Mijjgan - УДАЛИ МОЙ АККАУНТ!Залупа ебаная Mijjgan - УДАЛИ МОЙ АККАУНТ!Залупа ебаная Mijjgan - УДАЛИ МОЙ АККАУНТ!Залупа ебаная Mijjgan - УДАЛИ МОЙ АККАУНТ!Залупа ебаная Mijjgan - УДАЛИ МОЙ АККАУНТ!Залупа ебаная Mijjgan - УДАЛИ МОЙ АККАУНТ!Залупа ебаная Mijjgan - УДАЛИ МОЙ АККАУНТ!Залупа ебаная Mijjgan - УДАЛИ МОЙ АККАУНТ!Залупа ебаная Mijjgan - УДАЛИ МОЙ АККАУНТ!Залупа ебаная Mijjgan - УДАЛИ МОЙ АККАУНТ!Залупа ебаная Mijjgan - УДАЛИ МОЙ АККАУНТ!Залупа ебаная Mijjgan - УДАЛИ МОЙ АККАУНТ!Залупа ебаная Mijjgan - УДАЛИ МОЙ АККАУНТ!Залупа ебаная Mijjgan - УДАЛИ МОЙ АККАУНТ!Залупа ебаная Mijjgan - УДАЛИ МОЙ АККАУНТ!Залупа ебаная Mijjgan - УДАЛИ МОЙ АККАУНТ!Залупа ебаная Mijjgan - УДАЛИ МОЙ АККАУНТ!Залупа ебаная Mijjgan - УДАЛИ МОЙ АККАУНТ!Залупа ебаная Mijjgan - УДАЛИ МОЙ АККАУНТ!Залупа ебаная Mijjgan - УДАЛИ МОЙ АККАУНТ!Залупа ебаная Mijjgan - УДАЛИ МОЙ АККАУНТ!Залупа ебаная Mijjgan - УДАЛИ МОЙ АККАУНТ!Залупа ебаная Mijjgan - УДАЛИ МОЙ АККАУНТ!Залупа ебаная Mijjgan - УДАЛИ МОЙ АККАУНТ!Залупа ебаная Mijjgan - УДАЛИ МОЙ АККАУНТ!Залупа ебаная Mijjgan - УДАЛИ МОЙ АККАУНТ!Залупа ебаная Mijjgan - УДАЛИ МОЙ АККАУНТ!Залупа ебаная Mijjgan - УДАЛИ МОЙ АККАУНТ!Залупа ебаная Mijjgan - УДАЛИ МОЙ АККАУНТ!Залупа ебаная Mijjgan - УДАЛИ МОЙ АККАУНТ!Залупа ебаная Mijjgan - УДАЛИ МОЙ АККАУНТ!Залупа ебаная Mijjgan - УДАЛИ МОЙ АККАУНТ!Залупа ебаная Mijjgan - УДАЛИ МОЙ АККАУНТ!Залупа ебаная Mijjgan - УДАЛИ МОЙ АККАУНТ!Залупа ебаная Mijjgan - УДАЛИ МОЙ АККАУНТ!Залупа ебаная Mijjgan - УДАЛИ МОЙ АККАУНТ!Залупа ебаная Mijjgan - УДАЛИ МОЙ АККАУНТ!Залупа ебаная Mijjgan - УДАЛИ МОЙ АККАУНТ!Залупа ебаная Mijjgan - УДАЛИ МОЙ АККАУНТ!Залупа ебаная Mijjgan - УДАЛИ МОЙ АККАУНТ!Залупа ебаная Mijjgan - УДАЛИ МОЙ АККАУНТ!Залупа ебаная Mijjgan - УДАЛИ МОЙ АККАУНТ!Залупа ебаная Mijjgan - УДАЛИ МОЙ АККАУНТ!Залупа ебаная Mijjgan - УДАЛИ МОЙ АККАУНТ!Залупа ебаная Mijjgan - УДАЛИ МОЙ АККАУНТ!Залупа ебаная Mijjgan - УДАЛИ МОЙ АККАУНТ!Залупа ебаная Mijjgan - УДАЛИ МОЙ АККАУНТ!Залупа ебаная Mijjgan - УДАЛИ МОЙ АККАУНТ!Залупа ебаная Mijjgan - УДАЛИ МОЙ АККАУНТ!Залупа ебаная Mijjgan - УДАЛИ МОЙ АККАУНТ!Залупа ебаная Mijjgan - УДАЛИ МОЙ АККАУНТ!Залупа ебаная Mijjgan - УДАЛИ МОЙ АККАУНТ!Залупа ебаная Mijjgan - УДАЛИ МОЙ АККАУНТ!Залупа ебаная Mijjgan - УДАЛИ МОЙ АККАУНТ!Залупа ебаная Mijjgan - УДАЛИ МОЙ АККАУНТ!Залупа ебаная Mijjgan - УДАЛИ МОЙ АККАУНТ!Залупа ебаная Mijjgan - УДАЛИ МОЙ АККАУНТ!Залупа ебаная Mijjgan - УДАЛИ МОЙ АККАУНТ!Залупа ебаная Mijjgan - УДАЛИ МОЙ АККАУНТ!Залупа ебаная Mijjgan - УДАЛИ МОЙ АККАУНТ!Залупа ебаная Mijjgan - УДАЛИ МОЙ АККАУНТ!Залупа ебаная Mijjgan - УДАЛИ МОЙ АККАУНТ!Залупа ебаная Mijjgan - УДАЛИ МОЙ АККАУНТ!Залупа ебаная Mijjgan - УДАЛИ МОЙ АККАУНТ!Залупа ебаная Mijjgan - УДАЛИ МОЙ АККАУНТ!Залупа ебаная Mijjgan - УДАЛИ МОЙ АККАУНТ!Залупа ебаная Mijjgan - УДАЛИ МОЙ АККАУНТ!Залупа ебаная Mijjgan - УДАЛИ МОЙ АККАУНТ!Залупа ебаная Mijjgan - УДАЛИ МОЙ АККАУНТ!Залупа ебаная Mijjgan - УДАЛИ МОЙ АККАУНТ!Залупа ебаная Mijjgan - УДАЛИ МОЙ АККАУНТ!Залупа ебаная Mijjgan - УДАЛИ МОЙ АККАУНТ!Залупа ебаная Mijjgan - УДАЛИ МОЙ АККАУНТ!Залупа ебаная Mijjgan - УДАЛИ МОЙ АККАУНТ!Залупа ебаная Mijjgan - УДАЛИ МОЙ АККАУНТ!Залупа ебаная Mijjgan - УДАЛИ МОЙ АККАУНТ!Залупа ебаная Mijjgan - УДАЛИ МОЙ АККАУНТ!Залупа ебаная Mijjgan - УДАЛИ МОЙ АККАУНТ!Залупа ебаная Mijjgan - УДАЛИ МОЙ АККАУНТ!Залупа ебаная Mijjgan - УДАЛИ МОЙ АККАУНТ!Залупа ебаная Mijjgan - УДАЛИ МОЙ АККАУНТ!Залупа ебаная Mijjgan - УДАЛИ МОЙ АККАУНТ!Залупа ебаная Mijjgan - УДАЛИ МОЙ АККАУНТ!Залупа ебаная Mijjgan - УДАЛИ МОЙ АККАУНТ!Залупа ебаная Mijjgan - УДАЛИ МОЙ АККАУНТ!Залупа ебаная Mijjgan - УДАЛИ МОЙ АККАУНТ!Залупа ебаная Mijjgan - УДАЛИ МОЙ АККАУНТ!Залупа ебаная Mijjgan - УДАЛИ МОЙ АККАУНТ!Залупа ебаная Mijjgan - УДАЛИ МОЙ АККАУНТ!

Данный способ в России лишён всякого смысла так как зимой под снегом работать не будет. Но и без снега тепло в прохладную погоду будет уходить в атмосферу раньше чем попадёт в теплообменник. Это можно назвать только устройством по охлаждению крыши а не коллектор солнечной энергии.

Ну все же когда говорите о России, лучше указывать регион, все же территория огромна. Например, подобная система должна взлететь в Крыму, Краснодарском крае, Ставрополье, возможно в Ростовской и Воронежской областях.

Тут ведь какое дело. Никто же не мешает запустить обратный процесс. Прошел снегопад - крышу занесло. Ничего страшного, прогрел крышу - снег сошел. Пользуемся дальше по назначению. Весь вопрос в сооотношении солнечных и не солнечных дней в конкретном месте.

Не для нашего климата. Коллектор + электро/газ. подогрев - супер. На альтернативку саму по себе надеяться нельзя.

Начнём с того, что эта технология используется всю жизнь. Называется эта технология "солнечный абсорбер" . Работает на любых инсолируемых поверхностях. Вопрос только в том, как этой технологией пользоваться.
В Австралии уж лет десять как запатентована технология, при которой работает не менее 50% кровли, без особых переделок

Пользователи портала делятся опытом изготовления и эксплуатации бюджетных солнечных коллекторов для летнего душа.

Выбираете энергоэффективные решения?

Обратите внимание на геотермальные тепловые насосы FORUMHOUSE

Геотермальный тепловой насос EU (старт/стоп)

Геотермальный тепловой насос IQ (псевдоинвертор)

Геотермальный тепловой насос IQ (инвертор)

Идеи о том, как сэкономить, но при этом иметь все блага цивилизации на приусадебном участке без централизованного электро- и водообеспечения, не дают «самоделкиным» покоя. Но зачастую, когда речь заходит об инженерном оборудовании, работающем на «зелёной» энергии, то застройщики от него отмахиваются. Мол, всё это не подходит для наших широт и суровых природных условий с коротким летом, частыми дождями и небольшим количеством по-настоящему жарких дней. Однако опыт пользователей FORUMHOUSE говорит об обратном.

Из этой статьи вы узнаете:

Как своими руками собрать недорогой гелиоколлектор.

Есть ли экономическая выгода от солнечного коллектора, установленного в Подмосковье.

Как своими руками собрать бюджетный солнечный коллектор

Если за границей солнечные батареи, а также гелиоколлекторы давно стали привычным оборудованием инженерной системы загородного дома, то у нас это всё ещё экзотика. Сказывается высокая цена на фирменные установки, а также скепсис домовладельцев, которые не хотят вкладывать деньги в дорогую «игрушку».

Именно желание сэкономить и при этом получить на даче источник горячей воды для летнего душа натолкнуло пользователя портала с ником izhur на мысль: а почему бы не попробовать сделать гелиоколлектор самостоятельно. А заодно - на практике проверить, будет ли толк от этой системы в средней полосе России (Подмосковье).

Думаю, что мысль использовать энергию солнца для нагрева воды приходила не только мне. Но покупать дорогой гелиоколлектор «от фирмы» для эксплуатации на даче мне не хотелось. Тем более, распространено мнение, что толку от него в нашем климате мало. Поэтому я решил засучить рукава и сделать солнечный коллектор самостоятельно и заодно проверить эффективность его работы. Тем более, что старый «народный» летний душ, изготовленный на базе двух полиэтиленовых баков, честно прослужив 4 года, пришёл в негодность.

Чтобы сравнить «было» и «стало», вначале расскажем о старой системе. Летний душ пользователя представлял собой два бака по 40 литров каждый, установленных на крыше «помывочного домика». Первый бак - для горячей воды, второй - для холодной. Вода накачивалась в ёмкости из колодца при помощи электрического насоса. Уровень жидкости контролировался «на глаз».

Душ работал так: вода в первом баке нагревалась электрическим нагревателем и подавалась через обычный садовый шланг к смесителю. Если вода перегревалась (даже при наличии терморегулятора), к ней подмешивалась холодная вода из второго бака, которая также поступала к смесителю через садовый шлаг. Но за четыре года активной эксплуатации баки, под влиянием УФ излучения, потрескались и пришли в негодность.

Можно сказать, всё, что не делается — к лучшему. Наступил черёд модернизации системы. Я сделал плоский алюминиевый гелиоколлектор, с поликарбонатным покрытием, площадью 2 кв. м. Мощность установки примерно 1.5 кВт. Вес – 7 кг.

Пользователь остановился на этой конструкции (плоский гелиоколлектор), т.к. второй тип солнечного коллектора — т.н. «вакуумник», хотя и имеет больший КПД, более дорогой и сложный для изготовления в домашней мастерской.

Кстати, большая часть гелиоколлекторов для домашнего использования, даже промышленного изготовления, имеют площадь до 2 кв. м. Опыт показал, что такие системы проще изготовить и смонтировать даже в одиночку. Мощность системы (при необходимости) наращивается путём объединения нескольких солнечных коллекторов в одну группу.

После тщательного изучения FORUMHOUSE пользователь остановился на плоском варианте гелиоколлектора. Для этого потребовалось освоить пайку алюминиевых трубок твёрдым припоем. Стоимость трубок составила около 450 руб. Также гелиоколлекторы собирают на базе полипропиленовых труб, трубок из меди или гофрированной нержавейки.

Я сделал гелиоколлектор из нержавеющей гофрированной «пятнадцатой» трубы. Её цена - 78 руб. за 1 погонный метр. Площадь коллектора - около 1 кв. м. Вода поступает в бочку на 160 литров, утеплённую пенофолом толщиной в 1 см. Перепад высоты точки забора воды и входа в коллектор — 2 метра. Себестоимость всей системы - менее 1500 руб.

«Поколдовав» с точкой сброса воды (перенеся её из верхней в нижнюю треть гелиоколлектора), пользователь добился естественного и более комфортного перемешивания слоёв холодной и горячей воды. К вечеру вода в бочке, смешавшись, нагревается до рабочей температуры в 40-45 °C. В пасмурные дни - до 30-35 °C.

Кроме этого, есть вариант солнечного коллектора, когда в листе ЭППС вольфрамовой нитью, согнутой в виде буквы «П», присоединённой к трансформатору т.н. электрическим терморезаком, «фрезеруются» канавки в виде змейки. В корпус гелиоколлектора врезаются штуцеры для подводящей и отводящей воду магистрали. Далее на лист экструзионного пенополистирола, на «жидкие гвозди», наклеивается тонкий оцинкованный железный лист или лист алюминия. Затем металл красится в чёрный цвет, и бюджетный и вполне работоспособный вариант гелиоколлектора практически готов. Остаётся только установить его, присоединить магистрали к подводящему баку (ёмкости, где находится холодная вода), накопительному (хорошо утепленному) баку для аккумулирования нагретой воды и заполнить систему водой.

Выбирая схему солнечного коллектора, следует ориентироваться на доступность материалов и свое умение работать с тем или иным инструментом.

Возвращаемся в гелиоколлектору izhur. В качестве ёмкостей для воды пользователь приобрёл две полиэтиленовые бочки по 160 литров, по цене 700 руб. за каждую (здесь и далее цены указаны за 2012-2013 годы). Бочки обвязываются при помощи полипропиленовых труб. Такие трубы проще монтировать (паять специальным паяльником) и, в отличие от металлопластиковых, в местах соединений (в фитингах) сохраняется одинаковое сечение.

Это важно для свободной и естественной циркуляции воды из коллектора в бочку, т.к. вся система работает на термосифонном эффекте. Т.е. идёт процесс конвекции — горячая вода поднимается вверх, а холодная – опускается вниз. Поэтому для работы гелиоколлектора не требуется циркуляционный насос и электричество.

Процесс монтажа солнечного коллектора наглядно демонстрируют следующие фотографии. Из профильной трубы сваривается рама под гелиоколлектор. Угол наклона рамы 45 градусов. Коллектор ориентируется строго на юг.

Делается рама и подставка под бочки.

В подставке высверливаются отверстия для труб.

Подставка монтируется на крыше летнего душа.

В бочку (для горячей воды) врезается ТЭН.

Электронагреватель необходим, чтобы не остаться без горячей воды в душе в пасмурные дни или при необходимости дополнительно подогреть воду.

Если посмотреть на дно бочки, то видно 3 выхода. 2 выхода нужны для подключения магистрали от гелиоколлектора, а 3-й вывод идёт в смеситель на лейку душа. Все соединения труб – «американки». Так проще, прямо на месте, прикрутить/открутить трубы и собрать систему. Все трубы дополнительно утеплены.

От бочек с горячей и холодной водой к смесителю идут шланги (обычные садовые, одетые в утеплитель из вспененного полиэтилена - «шубку», закреплённые на штуцерах при помощи хомутов). Перед смесителем оба шланга соединяются шунтом с шаровым краном.

Это сделано для удобства. Например, израсходовав в баке всю горячую воду, пользователь на шунте открывает шаровый кран, и уровень воды в бочках выравнивается, а при подаче воды из шланга обе бочки одинаково заполняются водой.

Далее кран перекрывается, и гелиоколлектор функционирует по следующему принципу: холодная вода поступает в нижний патрубок коллектора, нагревается, поднимается и через верхний патрубок поступает в накопительную бочку.

Также пользователь организовал забор воды только из верхних, более нагретых слоёв, т.к. горячая вода, попадая в бочку, устремляется вверх, а холодная остаётся внизу. Для этого на поплавке из куска пенопласта в бочке с горячей водой от дна поднимается гибкий гофрированный заливочный шланг от стиральной машины.

Для контроля уровня жидкости в систему врезана прозрачная трубка, в которой помещен черный поплавок.

В завершении монтажа системы пользователь утеплил бочки пенофолом (два слоя по 5 мм каждый), а сверху бочки с горячей водой положил круг, вырезанный из ЭППС, толщиной 50 мм.

Бочка для холодной воды утеплена «за компанию», чтобы выдержать единый дизайн.

Такое утепление, конечно, недостаточное. Правильно: надо утеплить бочку минеральной ватой, толщиной около 100 мм, или пенопластом в 5 см.

Чем лучше теплоизолирован теплоаккумулятор (бочка с горячей водой), тем дольше вода в ней сохранит свою температуру.

Экономическая выгода от установки гелиоколлектора в Подмосковье

Испытания показали, что гелиоколлектор отлично работает даже в условиях Подмосковья. Система эксплуатируется следующим образом. С вечера баки заполняются водой, примерно 120-130 литров. Солнце начинает освещать гелиоколлектор в 8:30 утра (до этого на коллектор падает тень от дома). Часам к четырём солнечный коллектор затеняется деревом, которое впоследствии спилили.

После 6 часов вечера лучи падают на гелиоколлектор по касательной, и КПД системы снижается.

В итоге: 120 литров холодной воды, залитой в систему из колодца (температура воды - около 8 °C) при температуре воздуха в 22-24 °C к трем часам дня нагревается до 45 °C. К пяти часам температура воды в баке поднимется до 52 °C.

Я специально записывал данные электросчетчика. Если раньше, до использования солнечного коллектора мы на даче «нажигали» света в месяц около 300 кВт, то после установки - по 150 кВт. Если учесть, что у нас 1 кВт стоит 4 рубля, то экономия получается 600 руб. в месяц. При проживании с мая по октябрь, а это практически пять месяцев, экономия составила 3000 рублей.

По расчётам пользователя, гелиоколлектор, с учётом затрат на всю реконструкцию системы летнего душа, окупится за 2 года эксплуатации. Т.к. гелиоколлектор доказал свою эффективность, пользователь планирует сделать небольшой солнечный коллектор (площадью до 1 кв. м) для рукомойника в доме.

Подведя итог, скажу: солнечный коллектор - штука полезная и позволяет экономить на энергоносителях. Работает, нагревая воду весной, летом и ранней осенью. Система энергонезависима. Даже если вырубили электричество, вы не останетесь без горячей воды и душа. Солнечный коллектор не надо растапливать, как дровяную водогрейную колонку. Гелиоколлектор можно спокойно оставить на неделю, ничего не сломается и не выкипит, а приехав на дачу в пятницу, у вас уже нагрето 120-150 литров воды!

Добавим, что друг пользователя, как-то подсчитав, сколько в день незаметно «сжирает» его хорошо утеплённый электрический водонагреватель на 80 литров, задумался о том, как вписать в систему ГВС коттеджа гелиоколлектор и тем самым сэкономить.

Панельные воздушные солнечные коллекторы для отопления дома — это источник дополнительной тепловой энергии. Модули подходят для жилых домов, теплиц, дач, коттеджей, турбаз. Один блок в среднем вырабатывает около 1,5 кВт/час, чего более чем достаточно для поддержания комфортной температуры в весенне-осенний период.

Воздушные коллекторы в зимнее время года сокращают расход топлива (газа, электричества), на котором работает котёл до 52%. Летом модуль работает на поддержание влажностного микроклимата и кондиционирование помещений.

Как устроен воздушный коллектор

Принцип работы основан на простых физических законах. Солнечные лучи проникая в атмосферу земли практически не отдают тепла. Нагрев воздуха происходит после того как ультрафиолет попадает на твердые поверхности. Под действием солнечных лучей грунт и другие предметы нагреваются. Происходит теплообмен.

Устройство воздушных солнечных коллекторов использует описанное явление, аккумулируя тепло и направляя его в помещение. В конструкции присутствуют следующие детали:

корпус с теплоизоляцией;
нижний экран, абсорбер;
радиатор с аккумулирующими ребрами;
верхняя часть из обычного стекла или поликарбоната.

В конструкцию коллектора входят вентиляторы. Основное предназначение: нагнетание нагретого воздуха в жилые помещения. В процессе работы вентиляторов создается принудительная конвекция, за счет которой холодные воздушные массы поступают в блок коллектора.

Принцип обогрева и его эффективность

Абсорберы воздушных коллекторов делают черного цвета, для увеличения интенсивности нагрева под воздействием солнечного излучения. Температура воздуха в коллекторе достигает 70-80°С. Тепла с избытком хватает для полноценного обогрева помещений небольшой площади.

Принцип действия воздухонагревателя следующий:

воздух закачивается с улицы в корпус коллектора принудительным способом;
внутри блока установлены абсорберы, отражающие тепло, поднимающие температуру внутри ящика до 70-80°С;
происходит нагрев воздуха;
разогретые воздушные массы принудительно нагнетаются в отапливаемые помещения.

В заводских моделях обеспечение циркуляции воздуха осуществляется при помощи вентиляторов, подключенных к солнечным батареям. Как только ультрафиолетовое излучение становится достаточно интенсивным, чтобы выработать некоторое количество электроэнергии, турбины включаются. Коллекторы начинают работать на обогрев. Зимой интенсивность излучения Солнца снижается.

Дом не сможет полностью функционировать на солнечном воздушном отоплении. Воздухонагреватели используются как дополнительный источник тепла. При правильных расчетах одна установка (данные взяты из технических характеристик воздушных солнечных коллекторов Solar Fox) обеспечит следующую экономию, за отопительный сезон:

Система солнечного воздушного обогрева компенсирует около 30% необходимого для здания тепла. Полная окупаемость достигается в течение 2-3 лет. Если учесть, что принцип работы связан с использованием установки и для кондиционирования воздуха, а в течение года вырабатывается около 4000 кВт, целесообразность использования становится еще очевиднее.

В странах ЕС широкое распространение получило конструкторское решение «солнечная стена». Конструкция заключается в следующем:

в здании одна из стен изготавливается из аккумулирующего материала;
перед панелью устанавливается стеклянная перегородка;
в течение дня тепло аккумулируется, после чего отдается в помещение ночью.

Для усиления конвекции, солнечный коллектор делается не во всю стену. Вверху и внизу предусматривают раздвижные шторки.

На КПД воздушного коллектора существенно влияет время года. Так, в декабре коэффициент полезного действия поддерживается на уровне 50%, в октябре и марте увеличивается до 75%.

Солнечный коллектор — водяной или воздушный

Каждый из нагревателей эффективен, отличается только основное предназначение и принцип работы:

Воздушный вентиляционный коллектор — отличается простой конструкцией и устройством, которое при желании можно изготовить самостоятельно. Основное предназначение: обогрев помещений. Конечно, существуют схемы, позволяющие использовать полученное тепло для ГВС, но при этом эффективность воздушных коллекторов падает практически вдвое. Преимущества: низкая стоимость комплекта и установки.

Солнечные воздушные системы отопления работают только днем. Нагрев воздуха начинается даже в пасмурную погоду, при сильной облачности и во время дождя. Работа воздухонагревателей зимой не прекращается.

Как и из чего сделать воздушный коллектор

Главное достоинство солнечных воздухонагревателей, в простоте конструкции. При желании можно сделать самодельное солнечное воздушное отопление частного дома, затратив на это минимум средств.

Для начала потребуется сделать расчеты производительности, затем подобрать тип конструкции и выбрать материалы для изготовления. Корпус и абсорберы можно изготовить из подручных средств, существенно сэкономив бюджет.

Как сделать расчёты коллектора

каждый м² от площади коллектора даст 1,5 кВт/час тепловой энергии, при условии, что будет солнечная погода;
для полноценного обогрева помещения требуется 1 кВт тепловой энергии на 10 м².

Приблизительный расчет мощности покажет, что для отопления жилого дома на 100 м² необходимо установить коллекторы общей площадью 7-8 м².

Для обеспечения максимальной производительности надо определить сторону дома с максимальной интенсивностью ультрафиолетового излучения. Практика показывает, что оптимальное место для установки — это скат кровли или южная стена здания.

Типы конструкции коллектора

Классификация осуществляется по различиям корпуса коллекторов. Заводской воздухонагреватель обычно имеет надувной каркас, с двумя съемными панелями. При необходимости модуль легко демонтируется, разбирается и переносится на другое место. Сделать своими руками конструкцию надувного типа навряд ли получится.

В домашних условиях выполняют сборку неразборного корпуса. Это деревянный ящик с абсорбером, радиатором и верхним прозрачным экраном. При изготовлении используют подручные средства: профнастил, алюминиевые пивные банки, обычное стекло.

Материалы для изготовления коллектора

Для изготовления модулей для нагрева жилого или хозяйственного здания потребуются несколько комплектующих:

Внешний блок — собирается из фанеры, ДСП и деревянных брусков. По внешнему виду напоминает обыкновенный коробок.
Дно — изготавливают из профнастила. Лист металла обрабатывают специальной черной краской с высоким коэффициентом светопоглащения. Абсорбирующую поверхность можно сделать из разрезанных алюминиевых банок. Дно обшивают изоляционным материалом, чтобы избежать тепловых потерь.
Ребра радиатора — используются для лучшей абсорбции тепла. При изготовлении используют тонкие листы алюминия, меди. Можно установить уже готовый радиатор из старого холодильника.
Крышка коллектора — делается из сотового поликарбоната, отличающегося хорошей светопропускной способностью и одновременно удерживающая тепло внутри коллектора. Чтобы сэкономить, в качестве покрытия можно использовать обычное стекло. Теплоэффективность при этом будет нижем чем у коллекторов, закрытых поликарбонатом.
Теплоизоляция корпуса — по периметру каркас обшивают пенополистиролом.

Для нагнетания воздуха в отапливаемые помещения устанавливают 2-4 вентилятора. Подойдут кулеры, снятые со старого компьютера.

Установка и подключение воздушного коллектора

Для монтажа воздухонагревателей нужно подготовить поверхность стены, сделав 4 отверстия под воздуховоды. Внутри здания гофрированные трубы разводят по комнатам, направляя в сторону пола.

Самодельные воздушные солнечные коллекторы для отопления дома подключаются к электросети, через трансформатор. При наличии навыков в качестве источника питания можно установить аккумулятор на солнечных батареях.

Теплоэффективность изготовленных своими руками воздухонагревателей существенно ниже, чем у заводской продукции. При отсутствии специальных навыков лучше использовать готовые модули. Как показывают реальные отзывы о коллекторах, оптимальный вариант для покупки из представленных на отечественном рынке: Solar Fox, Солнцедар и ЯSolar-Air.

Воздухонагреватели не используются в качестве основного источника тепла и выполняют исключительно вспомогательную функцию. В домах с солнечными воздушными коллекторами изначально устанавливают котел, покрывающий потребности в отоплении на 100%.

При грамотных расчетах и интенсивной эксплуатации, вложения окупятся в течение 1-2 лет. В случае самостоятельного изготовления коллектора, затраты вернутся уже в середине первого отопительного сезона.

Альтернативные источники энергии пользуются огромной популярностью. Трубчатые вакуумные солнечные коллекторы для отопления дома и горячего водоснабжения позволяют снизить затраты на оплату коммунальных услуг, обеспечивают достаточным количеством дополнительного дешёвого тепла.

Чтобы определить теплоэффективность гелиосистем, следует разобраться как работают солнечные водонагреватели, а также правильно рассчитать их мощность.

Как работает вакуумный коллектор

Классические гелиосистемы используют принцип преобразования тепла в электричество (солнечные батареи). Вакуумные солнечные коллекторы работают как обычные водонагреватели.

При поглощении ультрафиолетового излучения продуцируется достаточное количество тепла, чтобы обеспечить потребности ГВС. Можно подогреть воду для бассейна, душа. В зимнее время года коллекторы обеспечат некоторым количеством тепловой энергии для обогрева дома.

Существует два типа вакуумных трубок. Устройства отличаются принципом нагрева и хранения воды:

«Мокрая трубка» — особенность внутреннего устройства в том, что накопительный бак установлен непосредственно на краях блока. Вода нагреваясь поступает в бак, холодная стекает в трубки. Второе название — солнечный коллектор на вакуумных трубках прямого нагрева.
Конструкция U-образного типа, heat-pipe — в этом случае накопительная емкость не соединена непосредственно с ёмкостью. Бак может устанавливаться в любом месте дома, подключаясь к системам водоснабжения и отопления.
В последнее время получили распространение перьевые солнечные водонагревательные коллекторы с вакуумными трубками, своеобразный гибрид системы heat-pipe и плоского абсорбера. Все перечисленные типы водонагревателей используют режим косвенного нагрева.

Независимо от принципа теплопередачи устройство вакуумных трубок остается практически без изменений. Используется идентичный способ абсорбции.

Устройство вакуумных трубок

Внутренняя конструкция схожа для всех типов гелиоколлекторов. Трубка вакуумного солнечного водонагревателя устроена следующим образом:

прозрачная стеклянная колба, из которой полностью выкачан воздух;
медная трубка, расположенная внутри коллектора, с газообразным или жидким теплоносителем;
один или два сборных распределителя;
отражатели, фокусирующие излучение на колбы.

Вакуумные трубки солнечного коллектора изготавливают из прочного боросиликата. Дополнительно внутренняя поверхность обработана специальным поглощающим слоем. Покрытие трубок выполнено с использованием бариевого газопоглотителя. В исправном состоянии цвет колбы серый, при разгерметизации становится белым. Трехслойное покрытие обеспечивает максимальную абсорбцию и моментальную теплопередачу. Эффективность поглощения тепла не менее 70%.

Солнечный коллектор на вакуумных трубках работает следующим образом:

при попадании прямых солнечных лучей происходит абсорбция тепла и передача его медной сердцевине;
теплоноситель в трубке закипает и испаряясь поднимается вверх к конденсатору;
пар отдает энергию возвращаясь в первоначальное состояние;
жидкость стекает обратно в медную трубку, играющую роль теплообменника.

В устройстве вакуумных коллекторов обязательно присутствует накопительная емкость. В режиме косвенной теплопередачи конденсатор соединен с магистралью, отводящей энергию в буферный бак, установленный внутри дома. В режиме прямой теплоотдачи вакуумные трубки соединены с накопительным баком, подключаемым непосредственно к точке водоразбора.

Система водоснабжения работает:

Под давлением — при открытии крана ГВС горячую воду из емкости вытесняет холодная. В систему обязательно устанавливают циркуляционный насос. Рабочее давление 0,6 Мпа. Решение применяется в коммерческих целях. Оптимальный вариант для нагрева воды в кемпингах, гостиницах и пансионатах.
Без давления — вода к точкам разбора сбегает самотеком. Второе название гелиосистемы: термосифонная или работающая с использованием естественной конвекции.

Технические характеристики коллекторов во многом зависят от принципа передачи тепловой энергии конечному потребителю.

Работа в режиме прямой теплоотдачи

бак объемом до 200 л, подсоединен к колбам коллектора;
нагретый до состояния пара теплоноситель подается в медный змеевик, выполняющий функции теплообменника и расположенный внутри накопительной емкости;
разогретый теплообменник отдает тепло воде, окружающей его;
после охлаждения теплоноситель возвращается обратно внутрь колбы.

Циркуляция осуществляется при помощи естественной конвекции. Баки с прямой теплопередачей способны разогреть до 300 л. воды в сутки, с номинальной температурой до 60°C. Система предназначена исключительно для сезонного использования, с апреля до сентября (период зависит от территориального расположения вакуумного коллектора).

Режим косвенной теплопередачи

Преимущество систем с БКН в том, что их можно использовать вне зависимости от времени года. Зимой солнечный водонагреватель продолжает работать, абсорбируя дополнительную тепловую энергию, направляемую в систему отопления дома. Максимальная температура нагрева теплоносителя в вакуумных трубках достигает 250-300°, чего более чем достаточно для подогрева воды.

Медный теплообменник расположенный в вакуумных колбах заполняют антифризом, что дает возможность коллектору работать даже при температуре до –50°C.

Работа системы в зимний период

Для зимы используется всесезонная гелиосистема с косвенной теплопередачей. Интенсивность солнечного излучения снижается в течении зимы. Для отопления дома зимой одних только коллекторов будет недостаточно. Гелиосистемы используют исключительно в качестве дополнительного источника тепла, подключая их через буферную емкость к системе отопления. При условии правильных расчетов вакуумные гелиоколлекторы способны компенсировать до 53% всех теплозатрат здания.

Для зимы, как видно из графиков, способны удовлетворить около 15-20% тепловых затрат:

Плюсы и минусы коллекторов с вакуумными трубками

Опыт использования гелиоустановок на территории РФ достаточно продолжительный, что позволяет увидеть реальную картину теплоэффективности систем. При описании достоинств и недостатков учитывают возможности работы в режиме отопления и горячего водоснабжения, технические характеристики и реальные отзывы о вакуумных коллекторах.

Для определения рентабельности важно принимать в расчет сроки окупаемости гелиоустановок, с учетом существующих законов, действующих на территории Российской Федерации.

Об эффективности в режиме отопления

Важно помнить, что коллекторы не используются в качестве основного источника тепла в доме. Цель подключения компенсировать определенные энергозатраты. Причем изначально в отапливаемом здании должен быть установлен котел, способный полностью обогреть здание.

Эффективность гелиоустановки определяется тем, на сколько процентов система с солнечными вакуумными коллекторами способна компенсировать затраты на отопление дома. Максимальные показатели достигают 40-50%.

За время эксплуатации в регионах с холодным и средним климатом были выявлены следующие преимущества вакуумного коллектора, по сравнению с плоскими гелиоколлекторами:

оптимальное соотношение стоимости и теплоотдачи;
теплопотери минимальны, 75% абсорбируемой энергии передается в буферную емкость;
трубчатая гелиосистема способна работать при отрицательных температурах и при низком ультрафиолетовом излучении, что делает возможным всесезонное солнечное отопление с использованием вакуумных коллекторов;
простая установка и демонтаж.

Практика показывает, что в зимнее время года аккумулируемого тепла достаточно для полноценного отопления системой теплых полов. Даже при низкой солнечной активности теплоноситель будет прогреваться до температуры 30-40°C. Водяные полы соответственно будут нагреваться до комфортных 26-35°C.

Отопление частного дома солнечными вакуумными коллекторами имеет несколько недостатков:

высокая стоимость — необходимость первоначальных вложений;
жесткие требования к монтажу, при неправильном угле наклона, относительно земли теплоэффективность резко снижается;
обслуживание — еще один недостаток вакуумных коллекторов: в зимнее время года трубки, нередко заметает снегом, их приходится чистить.

В зимнее время года работают исключительно коллекторы с выносным баком. Буферная емкость к которой подключаются вакуумные трубки, используется для обеспечения многовалентных систем отопления.

Использование для горячей воды

Зимой для нагрева воды мощности может быть недостаточно. В внешних накопительных баках дополнительно устанавливают электроТЭН, предназначенный компенсировать недостаток нагрева. Существуют решения, в которых для подогрева воды гелиосистемы работают одновременно с бойлером.

Горячее водоснабжение от солнечных вакуумных коллекторов, также, как и аналогичная система отопления, требует значительных первоначальных вложений, что и остается главным недостатком. Рентабельность применения достигается при коммерческом использовании гелиоводонагревателей. В гостиницах, кемпингах, отелях окупаемость систем достигается через 3-4 года.

Как выбрать коллектор вакуумного типа

Для начала следует определиться для какой цели выбирается гелиосистема. Для удовлетворения потребностей в ГВС в течение дачного сезона, подойдет моноблочный водонагреватель. Объем накопительного бака до 200 л.

Чтобы отапливать помещение используются исключительно вакуумные коллекторы с внешним баком косвенного нагрева. Следует ознакомиться со следующими техническими характеристиками:

коэффициент тепловых потерь;
параметры оптического КПД;
площадь установки.

По указанным параметрам можно определить производительность вакуумного коллектора и в конечном счете высчитать окупаемость системы.

Как рассчитать мощность гелиоколлектора

Подбор гелиосистемы по производительности осуществляется в индивидуальном порядке. Во время расчетов вакуумных солнечных коллекторов учитывают: территориальное размещение, количество необходимой нагретой воды и т.д. Точные вычисления требуют наличия инженерных навыков.

Для приблизительных расчетов потребуется:

определить коэффициент инсоляции (для Московской обл. равен 1137,7);
узнать активную площадь абсорбции вакуумной трубки (в среднем 0,15 м²);
с помощью технической документации узнать КПД коллектора (0,67).

Имея перечисленные данные можно высчитать мощность одной вакуумной трубки. Для этого умножаем все числители между собой. В итоге получаем, что в течение года одна колба способна произвести 117,95 кВт/час, что равняется 0,325 кВт/час в течение одного дня. Дальнейшие расчеты не представляют сложности. Умножаем полученную производительность на количество вакуумных колб:

15 трубок = 4,8 кВт/час;
20 трубок = 6,5 кВт/час;
30 трубок = 9,75 кВт/час.

Оптимальный расход теплоносителя высчитывается в согласии с средней нормой тепловой энергии для обеспечения потребностей ГВС в день. Для удовлетворения нужд в горячем водоснабжении, на одного человека требуется от 2 до 4 кВт.

В солнечные летние дни температура в вакуумной трубке увеличивается до 300°С. Теплоотдача одной трубки увеличивается до 0,545 кВт/час, соответственно производительность блока прямого нагрева на 15 трубок, поднимается до 8 кВт/час.

Какой бренд выбрать и стоимость

На цену влияет несколько факторов:

раскрученность бренда;
территориальная принадлежность производителя;
мощность гелиосистемы;
сложность подключения.

В среднем цена за блок на 15 трубок обойдется порядка 50-90 тыс. руб. в зависимости от марки. Точную стоимость вакуумного солнечного коллектора рассчитывают в индивидуальном порядке.

На отечественном рынке представлены коллекторы российского производства. Существует возможность выбрать продукцию европейских производителей. Судя по отзывам покупателей особой популярностью и востребованностью пользуются следующие модели:

Россия :
- Атмосфера СВК-Nano
- Сокол-Эффект
- Европа :
  - Sunrain
  - Elecro Thermecro
  - Azuro
  - Vaillant auroTHERM exclusiv
  - Hummel HVC
  - Ecosystem
  - Sidite SCH
  В сериях оборудования указанных производителей есть вакуумные коллекторы для бытового и коммерческого применения, работающие только летом и внесезонные модели.
  
  Как установить вакуумный коллектор
  
  Рекомендуется чтобы монтаж осуществляли специалисты компании, продавшей солнечный водонагреватель. Во время установки учитывают необходимый угол наклона коллектора, ветровую нагрузку. Принимается решение как лучше всего подключить блоки:
  - встроить в кровлю;
  - расположить на скате крыши;
  - смонтировать на специальной рамной конструкции.
  Установка моноблока не требует особого умения. Достаточно выбрать место под монтаж, способное выдержать нагрузку бака до 200 л. Что касается сборных систем, то работы выполняются в следующем порядке:
  - Устанавливаются крепления для коллектора — конструкция повторяет формы черепицы или иного кровельного покрытия. Подходит для установки на керамическую, металлическую и битумную кровлю. Анкера входят в базовую комплектацию;
  - На раму монтируют первый коллектор, после чего фиксируют специальными зажимными механизмами с четырех боков.
  - Коллекторы собираются в единый блок при помощи специальных ниппелей. Чтобы избежать изменения в давлении и сбоев в работе вакуумного коллектора, допускается подсоединение панелей с равным количеством трубок.
  - После затягивания всех гидравлических соединений, проводится проверка герметичности.
  Основной принцип монтажа вакуумных солнечных коллекторов — тщательно соблюдать письменные указания и рекомендации, приложенные производителем.
  
  В самом конце установки солнечных коллекторов выставляется оптимальный угол наклона с помощью рамы. В зимнее и летнее время года крен будет разным. Высчитывается угол по формуле:
  - для лета — (широта + (широта — 22,5 градуса)) ÷ 2 ;
  - для зимы — (широта + (широта + 22,5 градуса)) ÷ 2 .
  Для всесезонных систем менять угол наклона придется каждые полгода, поэтому место установки выбирают с учетом доступности обслуживания коллекторов.
  
  Согласно указу РФ №600 от 17.06.2015 при установке солнечных коллекторов полагается компенсация 30% стоимости за счет государства. При правильных расчетах и интенсивной эксплуатации гелиосистема окупится уже через 3-4 года. Если учесть, что средний срок службы вакуумных коллекторов 15 лет, выгода становится еще более очевидной.
  
  Читайте также: