Stroy-m.org

Строительный журнал
9 просмотров
Рейтинг статьи
1 звезда2 звезды3 звезды4 звезды5 звезд
Загрузка...

Почему возникает гидроудар и как с ним бороться

Почему возникает гидроудар и как с ним бороться

Согласно статистике, причиной большинства аварий трубопроводов является гидравлический удар, спровоцированный резкими перепадами внутреннего давления. Последствия такого явления могут быть самыми различными, вплоть до полного выхода системы из строя. Чтобы обезопасить себя от перебоев отопления или подачи воды, необходимо принять меры защиты.

  • Что называют гидроударом и почему он возникает
  • Чем это чревато
  • Способы предотвращения гидравлических ударов
    • Плавная регулировка
    • Автоматическая защита
    • Использование компенсаторов
    • Защитный клапан
    • Амортизирующие приспособления
    • Защитный термостат
    • Возможность шунтирования
  • Профилактические меры

Что называют гидроударом и почему он возникает

Понятие гидравлического удара применяется для обозначения значительного изменения давления в трубе с жидкой средой в очень сжатом временном отрезке.

Чаще всего это происходит из-за резкого изменения скорости потока, когда на его пути возникает то или иное препятствие (воздушная пробка, задвижка арматуры и пр.). Встретив преграду, жидкость сохраняет инерцию движения, что приводит к уплотнению находящегося возле препятствия слоя. Если этот процесс не остановить, продолжающееся нагнетание среды спровоцирует стремительный скачок давления.

Подобные ситуации почти всегда сопровождают перекрывание потока с помощью задвижки или крана. Может показаться, что это явление не несет никакой опасности, что побуждает многих хозяев не относиться к нему с должным вниманием. Однако, как рекомендуют специалисты, при появлении малейших предпосылок необходимо принять соответствующие меры для их скорейшего устранения.

Чаще всего гидроудар возникает в следующих ситуациях:

  • при запуске и остановке насосного оборудования, а также в случае его поломки;
  • если в замкнутом контуре появляются воздушные пробки. Перед запуском системы необходимо почистить ее от скопившегося воздуха. Делается это при помощи специальных кранов;
  • в случае отключения электроэнергии (это справедливо для систем с принудительной циркуляцией);
  • когда резко закрывается запорная арматура (вентили, задвижки, краны и т.п.).

Последняя причина гидроудара в системе водоснабжения является наиболее распространенной. Особенно это касается периода времени, когда старые задвижки начали массово заменяться современными быстродействующими кранами шарового типа.

При наличии в контуре воздушных скоплений каждое открывание шарового крана будет провоцировать прямой контакт воздуха со сжатой до предела жидкостью. Из-за этого давление может подскочить до нескольких десятков атмосфер. Если не применять соответствующие меры, рано или поздно это приведет к весьма печальным последствиям.

Как ни парадоксально это звучит, но применение винтовых кранов старой конструкции гарантирует большую безопасность, так как они способны плавно регулировать потоки жидкости.

Чем это чревато

Из-за внезапного появления препятствия на пути движения жидкости внутреннее давление в замкнутом контуре может достигать громадных значений. Это приводит к разрушающим нагрузкам на входящие в состав системы элементы и узлы. Опаснее всего гидроудары для трубопроводов значительной длины (например, теплые полы в квартире).

Наиболее вероятные последствия гидравлического удара:

  1. выход из строя труб и оборудования;
  2. разрушение батарей отопления;
  3. гидроудар в системе отопления может привести к серьёзным ожогам;
  4. перебои с подачей воды и тепла;
  5. порча имущества (своего и соседского) из-за протекания.

Особенно часто такие аварии происходят на ржавых износившихся трубопроводах. На масштабы повреждений большое влияние имеет участок, где появилась преграда: чем ближе к началу трубопровода, тем последствия будут меньшими.

Нередко подобное явление возникает в системах отопления, сооруженных из труб разных диаметров. Если не была проведена адаптация разнокалиберных участков специальными переходниками, скачки давления произойдут обязательно.

Способы предотвращения гидравлических ударов

Избавиться от периодического появления избыточного давления в трубопроводе практически невозможно, поэтому основные меры направлены на уменьшение его интенсивности и создание эффективной защиты для труб и прочих элементов системы.

Плавная регулировка

Наиболее простой и недорогой способ предотвратить гидродинамический удар – использовать плавную регулировку. Эта рекомендация прописана в нормативной документации для эксплуатации объектов, обслуживаемых централизованной подачей воды и тепла.

Данный принцип можно использовать не только в многоквартирных домах, но и в частном секторе, где обычно применяются автономные отопительные системы. За счет плавности использования запорной арматуры внезапное повышение давления не происходит: это процесс как бы растягивается во времени. В результате при сохранении суммарной силы удара достигается снижение его мощности.

Удобнее всего реализовывать подобный метод кранами с постепенным перекрыванием потока.

Автоматическая защита

Не всегда есть возможность достигать постепенности коррекции внутреннего давления ручным способом. Более удобными и надежными в эксплуатации являются автоматические гасители гидроударов, которые ставят на насосы в принудительных системах.

Автоматика дает возможность плавно наращивать скорость оборотов двигателя при включении, а при выключении – так же плавно ее снижать. Таким образом, внутреннее давление выходит на свой максимум не сразу, а спустя некоторое время. При этом вместе с отслеживанием показателей давления электроника самостоятельно регулирует напор.

Использование компенсаторов

Задачей гидрокомпенсатора (его еще называют демпфером и гидроаккумулятором) является накапливание жидкости и вбирание ее избытка из контура, что способствует снижению уровня внутреннего давления. В результате это позволяет гасить возникающие гидроудары.

Обратите внимание! Согласно европейским нормам, оснащение систем водоснабжения и отопления гидроаккумуляторами является обязательным условием.

Конструкция компенсатора состоит из герметичного стального бака, эластичной мембраны из каучука и вмонтированного в нее воздушного клапана. Местом его установки выступают участки отопительного контура с наибольшей вероятностью скачков давления.

Защитный клапан

Местом установки защитного клапана с диафрагмой выступает участок трубы в непосредственной близости к насосу, сразу после обратного предохранителя (это позволяет стравливать необходимый объем жидкости в случае возникновения избыточного давления). В различных моделях устройств их активизация может осуществляться или электрическим контроллером, или пилотным быстродействующим приспособлением.

Срабатывание клапана происходит при превышении давлением безопасной границы, что обеспечивает надежную защиту циркуляционного насоса в случае его резкой остановки. Когда опасное внутреннее напряжение достигает своего максимума, приспособление открывается на 100%. После нормализации ситуации происходит постепенное закрывание регулятора. Так удается избежать гидроудара и обеспечить стабильную скорость циркуляции жидкости в системе.

Амортизирующие приспособления

Еще одним эффективным методом защиты водопроводов является применение амортизирующих компенсаторов гидроударов.

Чаще всего речь идет о пластиковых или термостойких каучуковых трубах. Их расположение должно совпадать с направлением движения теплоносителя (термостат находится сразу за такой трубой). Благодаря эластичности изделие способно самостоятельно убрать энергию гидравлического удара. В среднем длину амортизационного участка берут в пределах 20-30 см. Для очень продолжительных контуров длину армированной каучуковой трубы можно увеличить до 40 см.

Защитный термостат

В отдельных ситуациях избежать гидравлического удара помогает термостат, оснащенный специальной защитой от скачков напряжения.

Внутри прибора имеется пружинная начинка, разделяющая клапан и термоголовку. Во время скачка давления сработавший механизм препятствует полному закрыванию клапана. По мере снижения мощности гидроудара происходит постепенное закрывание выпускного отверстия. При монтаже защитного термостата важно не перепутать стрелку на корпусе и направление движения жидкой среды в трубе.

Возможность шунтирования

Сделать защитный термостат можно и самостоятельно, оснастив терморегулирующий клапан специальным шунтом. Речь идет о тонкой трубке диаметром 0,2-0,4 мм или об отверстии схожего сечения. Если система не испытывает перегрузок, термостат будет работать в штатном режиме. В случае появления внутреннего напряжения оно будет плавно снято.

Внимание! Следует иметь в виду, что таким способом разрешается комплектовать только автоматические контуры с новыми трубами (если в жидкой среде есть твердые примеси или ржавчина, они быстро забьют трубку).

Профилактические меры

Параллельно с оснащением системы специальными защитными приспособлениями снизить вероятность появления гидравлического удара помогут несложные профилактические мероприятия.

Для этого необходимо:

  • контролировать эффективность группы безопасности (предохранительный клапан, воздухоотводчик и манометр).
  • время от времени проверять давление внутри расширительного бака, корректируя его при необходимости;
  • проверять, не появились ли в контуре протечки, устраняя все обнаруженные дефекты;
  • отслеживать, как расположены запорные вентили по отношению к движению теплоносителя;
  • регулярно прочищать фильтры, предназначенные для задержки накипи, песка и ржавчины.

Наибольшая эффективность перечисленных защитных мер наблюдается при их комплексном применении. Такой подход позволит добиться полномасштабной нейтрализации негативных последствий преизбыточного давления в системе.

Солнечные коллекторы – преимущества и недостатки, принцип работы, устройство конструкции

Принцип работы солнечных коллекторов

Если солнечные батареи используют для снабжения дома электрическим током, то коллекторы используют для нагрева воды и обогрева помещения.

Суть – гелиоколлектор нагревается и передает тепло на носитель, который, в свою очередь, обогревает заданный объект: воду или воздух в доме.

Главный элемент солнечного коллектора – адсорбер – медная пластина с трубой. В трубе циркулирует теплоноситель, который передает тепло от пластины дальше по системе.

Чтобы «изъять» у солнца максимальное количество тепла, нужно прибегнуть к некоторым хитростям:

·тепло привлекает черный цвет, поэтому гелиоколлектор нужно покрасить;

·важно, чтобы стекло, находящееся сверху, создавало как можно меньше бликов;

·для уменьшения теплопотерь адсорбер нужно изолировать.

Есть ряд дополнительных элементов в устройстве солнечного коллектора, основные из которых:

Читать еще:  Автономное отопление – Газовые Баллонные Установки

1.Теплоноситель – вода, масло, воздух или антифриз. Из названия ясно, что этот элемент транспортирует тепло по системе.

2.Теплообменник для ГВС – переносит тепло от адсорбера к воде или теплоносителю системы отопления.

3.Контроллер – следит за температурой в системе, управляет работой насоса.

4.Накопительный резервуар – хранит прогретый ресурс.

Разновидности

Есть несколько видов солнечных коллекторов:

1.Плоские – получили название от своего вида. Это плоская конструкция из металлического короба, покрытого стеклом. Теплоизоляция обычно выполняется с помощью минеральной ваты. Но внутри короба циркулирует воздух, что способствует теплопотерям, особенно в зимний период.

2.Вакуумные – трубчатые гелиоколлекторы. Представлены панелью с множеством тонких трубок из стекла. Внутри них – адсорбер. Трубки вакуумированы во избежание потерь тепла. Это отличает вакуумные солнечные коллекторы от плоских.

3.Воздушные – в основе принцип парникового эффекта. Солнечные лучи нагревают воздушный гелиоколлектор, а он через приемник передает тепло внутрь помещения. Воздух может обогреваться как за счет естественной конвекции, так и с помощью встроенных вентиляторов.

Плоские солнечные коллекторы обычно используют для обогрева воды в летний период. Они более доступны по цене, но в случае поломки придется заменять полностью всю систему адсорбции.

Вакуумные коллекторы применяют для более серьезных нужд: отопления, круглогодичного горячего водоснабжения. Но такие системы неустойчивы к механическим воздействиям – легко повреждаются. Зато ремонт не сложен: не нужно менять всю конструкцию, достаточно заменить только поврежденную трубку.

Воздушные коллекторы устанавливают для обогрева воздуха в помещении. Они наиболее устойчивы к внешним воздействиям, перепадам температур, более долговечны. Но с точки зрения отопления – самые слабые.

Солнечные коллекторы

Солнечный коллектор — основной компонент солнечной энергоустановки. Преобразовав энергию солнца в тепловую, он отдаёт теплоносителю полученное тепло.

Теплоноситель доставляет тепло в строение или теплоаккумулятор, где в дальнейшем оно может быть использовано.

Существует много видов простых и эффективных установок. Самой простой пассивной установкой является окно. В ряде установок коллектор и аккумулятор совмещены. Всё же традиционно коллектор — отдельное устройство. Он может быть воздушным или жидкостным, так как это определяется выбором теплоносителя.

Коллекторы системы солнечного отопления с подвижными абсорберами


Разрез A-A, верхняя часть абсорбера опущена

В предлагаемой схеме южный фасад дома представляет собой ряд воздушных солнечных коллекторов, нагретый воздух из которых подаётся вентилятором в теплоаккумулятор, находящийся в подвале. Абсорбер каждого коллектора состоит из двух частей: неподвижной нижней части; подвижной верхней части, за которой находится отстеклённая задняя стенка коллектора.

  • Подробнее о Коллекторы системы солнечного отопления с подвижными абсорберами

Рабочие характеристики солнечного коллектора

Существует много подробных трактовок рабочих характеристик солнечного коллектора рядом авторов, работающих в области солнечной энергии; среди них прекрасная статья Остина Уиллера в книге “Low Temperature Engineering Applications of Solar Energy”, другие приведены в классических книгах “The Performance of Flat-Plate Solar Heat Collectors” Хоттела и Вурца и “The Derivations of Several Plate-Efficiency Factors’ Useful in the Design of Flat-Plate Solar Heat Collectors” Рэймонда Блисса.

  • Подробнее о Рабочие характеристики солнечного коллектора
  • 1 комментарий

Характеристики селективных покрытий

Эффективность селективной поверхности измеряется коэффициентом поглощения (α) солнечной энергии, относительной излучающей способностью (ε) длинноволновой тепловой радиации и отношением поглощательной способности к излучательной (α/ε).

  • Подробнее о Характеристики селективных покрытий

Солнечный коллектор с сотовой структурой

В обычных плоских солнечных коллекторах практически невозможно получить температуру, превышающую температуру наружного воздуха более чем на 100°C, из-за высоких потерь теплоты при повышенных температурах. Одним из эффективных методов снижения потерь теплоты в солнечных коллекторах является применение прозрачной сотовой структуры, располагаемой между остеклением и лучевоспринимающей поверхностью абсорбера и обеспечивающей подавление конвективного и частично лучистого теплообмена.

По своей конструкции структура напоминает пчелиные соты и состоит из продолговатых ячеек круглого, прямоугольного или шестигранного сечения, изготовленных из стекла или пластмассы.

  • Подробнее о Солнечный коллектор с сотовой структурой

Вакуумированный трубчатый солнечный коллектор

Поддержание вакуума ниже 1,33 Па в пространстве между лучепоглощающей поверхностью абсорбера и светопрозрачным покрытием солнечного коллектора наряду с применением селективных покрытий на поверхности абсорбера существенно повышает эффективность солнечного коллектора благодаря почти полному исключению тепловых потерь путем теплопроводности и конвекции, с одной стороны, а также повышению поглощательной способности и снижению потерь теплоты путем излучения, с другой.

  • Подробнее о Вакуумированный трубчатый солнечный коллектор

Солнечный коллектор с тепловой трубой

Тепловая труба представляет собой вакуумированное герметичное устройство в виде трубы или плоского канала с продольными канавками или капиллярно-пористым телом (фитилем) на внутренней поверхности канала, частично заполненного рабочей жидкостью. При подводе теплоты жидкость в одной части тепловой трубы (испарительной зоне) испаряется и образующиеся пары переносятся в зону отвода теплоты (зону конденсации), где они конденсируются, и по капиллярной структуре жидкость возвращается в зону испарения.

  • Подробнее о Солнечный коллектор с тепловой трубой

Выбор солнечного коллектора

В последнее время в продаже появилось множество различных типов солнечных коллекторов.

При выборе солнечного коллектора следует руководствоваться такими основными положениями:

  1. Следует учитывать не только тепловую эффективность солнечного коллектора, но и его стоимость. Например, при выборе солнечного коллектора для системы горячего водоснабжения необязательно исходя из соотношения стоимости и качеств солнечного коллектора останавливаться на вакуумированных трубчатых коллекторах.
  • Подробнее о Выбор солнечного коллектора

Коллекторы в конструкции крыши

Во многих солнечных домах плоские солнечные коллекторы установлены на крышах. Внешне они полностью сливаются с конструкцией крыши и выглядят так. будто сооружены вместо крыши. В действительности же, эти солнечные коллекторы смонтированы на опорных подставках после сооружения крыши. Объединив крышу дома с плоским солнечным коллектором в единый функциональный элемент можно сократить расходы на строительство дома и уменьшить весовую нагрузку.

  • Подробнее о Коллекторы в конструкции крыши

Селективные пленки

В последнее время поверхности тепловоспринимающих панелей большинства солнечных коллекторов стали покрывать селективно-поглощающими пленками с целью улучшить поглощение солнечных лучей и снизить теплопотери в результате излучения. Благодаря этому достигается значительное повышение коэффициента полезного действия солнечного коллектора. Раньше обработка поверхности тепловоспринимающих пластин солнечных коллекторов состояла в окрашивании их в черный цвет, причем особенно удачным считалось покрытие предварительно полированных металлических плит слоем газовой сажи, вследствие чего коэффициент поглощения солнечного излучения возрастал до значений более 0,96.

  • Подробнее о Селективные пленки
  • 2 комментария

Антифризы в солнечных установках

В солнечные летние дни панели плоских солнечных коллекторов с селективно-поглощающей пленкой нагреваются свыше 180°C, а температура вакуумированных трубчатых коллекторов поднимается до 250°C. При таких температурах возможно вскипание теплоносителя, начинается вибрация солнечных коллекторов, и иногда жидкость выливается наружу. Если при выключении тока и ремонте солнечного коллектора в трубах остается воздух, то при включении тока в коллекторе и трубах произойдут разрушения.

Когда падает нагрузка потребления, возникают излишки тепла в аккумуляторных баках. При этом появляется ряд новых проблем:

Гелиосистемы для горячего водоснабжения и отопления

05.02.2018

Солнечные лучи — один из самых популярных и эффективных источников зеленой энергии. Современные всесезонные гелиосистемы используются для повышения температуры воды или воздуха. Панели собирают и перераспределяют солнечное тепло непосредственно в точки его потребления. Гелиосистемы прекрасно справляются с задачами подогрева:

  • теплоносителя для обеспечения работы систем горячего водоснабжения и отопления;
  • воды в бассейнах;
  • тепличного грунта.

На небольших производствах они обеспечивают организацию технологических процессов.

В отличие от сезонных коллекторов, где в качестве рабочей жидкости используется вода, круглогодичные — наполняются особым веществом, гелиевой консистенции — полипропиленгликоль. За счет этого технические характеристики коллектора не изменяются под действием смены температуры окружающей среды.

В регионах с теплым климатом солнечные коллекторы могут полностью заменить традиционные системы ГВС, а в северных районах их лучше всего использовать в сочетании с нагревательными устройствами, работающими на электричестве, газе или других видах топлива. Применение всесезонных гелиосистем может обеспечить в среднем порядка 60% необходимого количества горячей воды.

Разновидности гелиотермальных систем и их особенности

Коллекторы в зависимости от конструкции подразделяются на три вида, каждый из которых имеет свои преимущества и недостатки. Выбор того или иного вида обуславливается условиями эксплуатации, поставленными функциональными задачами.

Вакуумные гелиотермальные коллекторы результативно работают в холодное время года, так как не только поглощают, но и удерживают тепло.
Эффективность плоских в холода снижается из-за большой площади поверхности и рассеивания значительной части накопленного тепла. В сравнении с вакуумным по суммарной выработке тепла, с учетом стоимости того и другого типа, плоский коллектор может оказаться более предпочтительным.

Интересное решение — гибридная всесезонная гелиосистема, объединяющая в себе плоский коллектор для подогрева воды и фотомодуль для выработки электроэнергии. Устройство помогает решить сразу две проблемы — обеспечения горячей водой и электричеством.

Экономическое обоснование использования солнечного гелиоколлектора

Гелиосистема не может в полном объеме заменить традиционные источники отопления и горячего водоснабжения, однако способна сократить расходы на 30–60 процентов. Эффективность работы альтернативных систем определяется количеством солнечных дней в году, их продолжительностью, длительностью отопительного сезона, общей потребностью в количестве нагреваемой воды.

Читать еще:  Почему греется насос в системе отопления?

Для того чтобы работа коллектора была наиболее результативной, следует произвести ряд расчетов и создать проект, в соответствии с которым будет собрана всесезонная гелиосистема, включающая в себя:

  • накопительную емкость для жидкости;
  • насос или их группу;
  • блок контроля управления и защиты;
  • расширительный бак;
  • трубопровод.

Для того чтобы система работала максимально результативно, необходимо произвести предварительные расчеты и составить проект. Установку, запуск и подключение системы должны осуществлять специалисты.

Солнечные коллекторы для частного дома. Перспективная технология для организации горячего водоснабжения и отопления

Солнце – источник неисчерпаемой бесплатной энергии, ресурсами которой может воспользоваться любой желающий.

Нашим подписчикам — скидки на товары для отопления и водоснабжения.

Комплект с плоскими солнечными коллекторами auroSTEP plus – оптимальное решение для загородного дома.

Трубчатый солнечный коллектор auroTHERM exclusiv обеспечивает максимальную эффективность поддержки системы отопления.

Плоские солнечные коллекторы auroTHERM и auroTHERM plus – отличное соотношение цены и эффективности.

Покупка гелиосистем у официального дилера имеет ряд преимуществ:

  • оптимальная цена;
  • оригинальная продукция;
  • развитый сервис и великолепное обслуживание.

Ознакомиться на примере
компании «Тепломатика».

+ 7 (495) 369-37-99 (круглосуточно)

Постоянный рост цен на отопление и горячее водоснабжение заставляет многих из нас задуматься о способах экономии. Но можно ли не просто сократить расходы на электроэнергию, а свести их к нулю? Можно, если использовать энергию солнца. Солнечные коллекторы – это источник бесплатной и экологически чистой энергии.

Такие коллекторы, или, как их еще называют, гелиосистемы, предназначены для аккумулирования солнечной энергии для нагрева воды. Использование данной установки дает возможность дополнительного отопления в весенний и летний период. Иными словами, обладатели солнечных коллекторов получают горячую воду и тепло совершенно бесплатно.

Устройство и принцип работы

Простейший солнечный коллектор – это металлические пластины черного цвета, заключенные в корпус из стекла или пластика, которые обычно монтируются на крыше дома. В сущности, солнечный коллектор представляет собой миниатюрную теплицу, которая накапливает солнечную энергию. Эта энергия согревает воду, циркулирующую по трубам, скрытым под пластиной. Чем больше энергии передается теплоносителю, тем выше его эффективность. Но, хотя принцип работы для всех коллекторов один и тот же, их конструкция несколько различается в зависимости от типа коллектора и сферы его применения.

Неиспользованная остывшая вода из резервуара постепенно опускается вниз, освобождая место нагретой воде из коллектора. Холодная вода попадает в теплообменник, где нагревается и вновь поступает в резервуар. На практике это означает, что вода в накопительной емкости всегда остается горячей – в ясные солнечные дни ее температура может доходить до 70 o С.

Типы и характеристики бытовых коллекторов для нагрева воды и отопления

Описанная схема работы коллектора очень упрощена, на деле же гелиосистемы несколько сложнее. Существует несколько типов солнечных коллекторов со своими конструктивными особенностями.

Плоские высокоселективные

Плоский коллектор – один из самых распространенных типов. Их преимущество состоит в невысокой цене, однако в сравнении с другими моделями они теряют больше тепла. Плоские солнечные коллекторы состоят из плоскостного поглотителя, прозрачного стеклянного покрытия, теплоизоляции с оборотной стороны и рамы, которая в основном делается из алюминия или стали.

Плоскостной поглотитель – это выкрашенный в темной цвет металлический лист, соединенный с теплопроводящими трубами. Слой поглотителя аккумулирует солнечные лучи и трансформирует солнечную энергию в тепловую, которая затем передается жидкости-теплоносителю (смеси воды и гликоля). Эта жидкость «направляет» тепло в солнечный аккумулятор. Стеклянное покрытие коллектора защищает поглотитель от воздействия окружающей среды и снижает потери тепла, создавая парниковый эффект. Эту же функцию выполняет и теплоизоляция из минерального волокна.

Вакуумные трубчатые

Солнечные коллекторы этого типа состоят из стеклянных трубок, внутри каждой из которых располагается устройство, поглощающее солнечный свет. Вакуум – идеальный теплоизолятор, и потому теплопотери таких коллекторов значительно меньше. Существует два вида вакуумных коллекторов, различающихся по способу нагрева – с косвенной теплопередачей и прямоточные. Первый вид устройств предназначен для всесезонного использования, а второй – для теплого времени года, с апреля до сентября.

Концентрационные

Весной, летом и осенью дневной угловой ход солнечных лучей больше 120 градусов – угла, в котором эффективно работают неподвижные солнечные коллекторы. Повышение эксплуатационных температур до 120-250 o C возможно путем введения в солнечные коллекторы концентраторов с помощью параболоцилиндрических отражателей, проложенных под поглощающими элементами. Они концентрируют солнечные лучи, и в результате их на панель попадает больше. Для получения более высоких температур требуются устройства слежения за солнцем. Это достаточно дорогостоящее решение и применяется оно в основном в промышленных целях.

Воздушные

Солнечные воздушные коллекторы используются для нагрева воздуха. Это простые плоские коллекторы, применимые для отопления помещений и сушки сельскохозяйственной продукции. Воздух проходит через поглотитель благодаря естественной конвекции или под воздействием вентилятора. Недостаток последнего варианта в том, что часть энергии тратится на работу вентиляторов.

Расчет мощности солнечного коллектора

Солнечные коллекторы для дома могут обладать весьма высокой производительностью. Чтобы точно рассчитать мощность коллектора, нужно знать его площадь поглощения, величину инсоляции для вашего региона и КПД коллектора.

Допустим, используется коллектор площадью примерно 1 кв. м, состоящий из 7 трубок, каждая из которых имеет площадь поглощения 0,15 кв. м. Получаемая мощность в расчете на один день вычисляется следующим образом: 0,15 (площадь поглощения 1 трубки) × 1173,7 (величина инсоляции в Московской области) × 0,67 (КПД солнечного коллектора) =117,95 кВт•час/кв. м. В среднем за сутки одна вакуумная трубка теплового коллектора вырабатывает 0,325 кВт•час. В наиболее солнечные летние месяцы она будет производить 0,545 кВт•час.

Использование солнечных коллекторов в России и мире

Солнечные коллекторы широко распространены во всем мире, хотя для нашей страны они все еще остаются новинкой. Настоящий бум солнечных коллекторов пришелся на 1970-е, во времена нефтяного кризиса. Тогда их начали применять во многих странах, от США до Японии. В Израиле в наши дни более 85% населения используют солнечные коллекторы. Сейчас общая мощность солнечных коллекторов мира превышает 200 гигаватт тепловой энергии и продолжает неуклонно расти. Использование данной технологии в Германии, например, оценивается в 140 кв. м/1000 чел., в Австрии – 450 кв. м/1000 чел., на Кипре – около 800 кв. м/1000 чел. В России этот показатель пока очень мал – лишь 0,2 кв. м/1000 чел.

Многие могут усомниться – разумно ли использование таких устройств в России, где климат далеко не такой теплый и солнечных дней значительно меньше, чем в южных широтах? Расчеты, проведенные в РАН, доказывают, что даже наша суровая погода – не препятствие для эффективной эксплуатации коллекторов. В средней полосе России мощность солнечного потока составляет от 100 до 250 Вт на 1 кв. м площади. Максимальное значение равняется 1000 Вт (при ясном небе в полдень). Следовательно, при установке солнечного коллектора площадью 2 кв. м вода в баке емкостью 100 л будет ежедневно прогреваться до температуры от 37 o С и более (этот показатель может доходить до 55 o С). А в теплые месяцы коллектор будет еще эффективнее.

Солнечные коллекторы применяются для отопления, нагрева воды, подогрева бассейнов, обеспечения энергией теплиц. Они легко интегрируются в любую сеть водо- и теплоснабжения и просто монтируются. С помощью солнечных коллекторов можно сократить расходы на оплату энергоносителей, а в летние месяцы получать и вовсе бесплатную горячую воду. К известным и надежным производителям солнечных коллекторов относятся такие компании, как FUTUS-NUKLEON (Австрия-Чехия), TiSUN (Австрия), Ferroli (Италия), но особым доверием специалистов пользуются коллекторы от немецких компаний – Wolf и Vaillant. Эти бренды не просто предлагают надежную продукцию – они постоянно совершенствуют свои системы и внедряют новые технологии.

Стоимость гелиоустановки для дома

Цена солнечного коллектора для отопления дома зависит от его типа, сложности системы и мощности, а также, не в последнюю очередь, от производителя. Относительно небольшие установки для частных домов, коттеджей и дач с номинальной мощностью около 2 кВт•ч стоят от 160 000 рублей в базовой комплектации, более мощные системы с несколькими коллекторами общей мощностью около 6 кВт•ч, предназначенные не только для нагрева воды, но и для отопления в весенне-зимний период, обойдутся в 270 000 рублей. К этому нужно прибавить стоимость монтажа и наладки.

За какой срок окупится коллектор? На это влияет режим эксплуатации. Солнечные коллекторы в отопительный период поддерживают отопление приблизительно на 25%, а горячее водоснабжение в летние месяцы на 80-90%, так что окупаемость будет напрямую зависеть от ваших обычных расходов на тепло и горячую воду. В среднем срок окупаемости коллекторов составляет от 2 до 8 лет. Все это указывает на экономическую целесообразность и перспективность использования технологии в России.

Читать еще:  Что такое байпас в системе отопления

Солнечные коллекторы для загородного дома. Какие они бывают и как выбрать? на сайте Недвио

  • Выбрать Дом
    • Коттеджи
    • Дома в поселках и КП
    • Дома в СНТ, ДНП, ДНТ
    • Дома в деревнях и селах
    • Дачи
    • Особняки и усадьбы
    • Дуплексы
    • Таунхаусы
    • Коттеджные поселки
    • Готовые, построенные поселки
    • Новостройки, строящиеся поселки
  • Выбрать Участок
    • Без подряда
    • С подрядом
    • В коттеджных поселках
    • Под застройку ИЖС
    • Для ПМЖ
    • С газом, водой и электричеством
    • Со всеми коммуникациями
    • С готовыми домами
    • В садовых товариществах, СНТ
    • Под дачное строительство
    • Сельхоз назначения, КФХ, ЛПХ
  • Полезные Статьи
    • Вопросы и ответы
    • Кадастровая карта
    • О проекте Недвио
  • Продавцам

Отопление и освещение дома за счет энергии солнца пока что является диковинкой для россиян. Хотя на западе эта технология получила очень широкое распространение. И с каждым годом все больше владельцев частных домов переходят с традиционных электрического и газового на солнечное отопление дома.

Солнечные коллекторы — это устройства с простым принципом работы, но довольно специфичной и сложной конструкцией. Вот почему подобрать такое оборудование для своего загородного дома достаточно сложно, не имея профессиональных знаний. Хотя, безусловно, эту задачу можно значительно упростить, если научиться разбираться в особенностях солнечных панелей и коллекторов.

В чем отличие солнечных коллекторов от солнечных батарей?

Многие путают понятия солнечные коллекторы и солнечные батареи, тем более, что внешне они выглядят практически одинаково. На самом деле и коллекторы, и фотоэлектрические панели устроены совершенно по-другому, и используются для разных целей.

Солнечные коллекторы используются для аккумуляции энергии от солнечного излучения, которые затем перерабатывают солнечную энергию в тепловую — для нагрева воды. Что касается фотоэлектрических панелей, то они используются только для производства электроэнергии — в этом случае нет прямого нагрева воды. Поэтому конструкция обоих типов оборудования совершенно разная.

Какие есть виды солнечных коллекторов?

Все коллекторы, работающие за счет энергии солнца, подразделяются на классы, в зависимости от структуры (плоские, трубчатые) и внутреннего давления в системе (вакуумные и невакуумные). Это не абстрактное разделение, поскольку структурные особенности этих устройств влияют на эффективность всей энергетической системы.

Рассмотрим ниже в чем заключаются отличия между ними:

  • Плоские коллекторы. Они наиболее эффективны при поглощении солнечной энергии от лучей, падающих непосредственно на поверхность коллектора. Это значит, что они способны производить наибольшее количество тепла при безоблачном небе и солнечной погоде (в широтах Подмосковья это период с мая по август). За это время коллекторы этого типа могут удовлетворить до 100% потребности жителей дома в горячей воде. В более широкий период: с апреля по сентябрь, этот показатель составляет обычно около 70%. Зимой плоские солнечные коллекторы практически бесполезны, поскольку они могут нагревать не более 20-30% необходимого объема воды;
  • Вакуумные коллекторы. В отличие от плоских устройств, они лучше улавливают энергию от рассеянных лучей, и даже улавливают ее, если на панелях скопились капли воды, кристаллики льда или частицы грязи. Поэтому вакуумные солнечные коллекторы часто используют в качестве дополнительного оборудования, поддерживающего работу системы центрального отопления, и реже — для нагрева горячей воды для бытового потребления. Однако следует учесть, что несмотря на высокую универсальность, эффективность таких коллекторов оставляет желать лучшего: при подключении их к системе ГВС (горячего водоснабжения) летом они могут на 100% «закрыть» все потребности в горячей воде, а вот зимой только на 25-35%;
  • Трубчатые коллекторы — они также разделяются на вакуумные и невакуумные коллекторы. По сравнению с другим типами, их основным преимуществом является большая эффективность при меньшей площади поверхности. При равной площади их эффективность почти в 2 раза выше. Трубчатый коллектор площадью всего в 3 кв. м. способен нагреть тот же объем воды, что и плоский коллектор площадью 6 кв. м. Что касается области применения, то они такие же, как у вакуумных устройств.

Покупка таунхауса с целью инвестиций и сдачи в аренду. Есть ли смысл?

15 способов повысить ценность вашего дома

Как грамотно обустроить прихожую в коттедже?

Как и чем защитить фасад деревянного дома?

История загородного строительства

Расстояние между участками: нормы для границ, заборов, проездов и дорог

Обременения и ограничения на дома и участки. Как их проверить и снять?

Порядок присвоения адреса даче, коттеджу, дому и иной недвижимости в Подмосковье

Кровельные листы для крыши. Какие самые лучшие и долговечные?

Что лучше: купить в Подольске квартиру или дом с участком?

Какой солнечный коллектор подойдет для установки на балконе?

Для установки на балконах и террасах домов оптимально подойдут небольшие трубные коллекторы. Это экономичное решение, связанное в первую очередь с низким ежедневным потреблением воды.

Считается, что экономичный дом — это дом, в котором каждый житель в течение дня потребляет не более 60 литров воды. Согласно этим предположениям, один солнечный коллектор способен заметно снизить потребление энергии из других источников, но если потребление воды жителями дома будет значительно выше 60 л/день, то, возможно, лучшим решением будет установка теплового насоса.

Можно ли использовать совместно солнечный коллектор и тепловой насос?

Ранее мы рассматривали работу коллектора и теплового насоса отдельно: летом на нагрев воды в доме работал первый, зимой — второй. Впрочем, эти два типа устройств не обязательно должны рассматриваться как альтернатива друг другу, поскольку при правильной конфигурации они могут работать параллельно.

Основное преимущество теплового насоса заключается в том, что весь механизм не требует использования такой большой площади, которая необходима для установки солнечного коллектора, поэтому насос можно использовать более эффективно не только в коттеджах, но и в небольших домах, дачах, таунхаусах и даже квартирах.

Между тем, достаточно сложно посчитать производительность и эффективность такой совместной установки, особенно для тепловых насосов. Они все по-разному спроектированы, поэтому имеют очень разную эффективность теплопередачи между источниками. Так что это вопрос, который следует рассматривать индивидуально для каждого проекта.

Выгодна ли и рентабельна установка в дом солнечного коллектора?

Это недешевое оборудование, установка которого обойдется домовладельцу в сотни тысяч рублей (в зависимости от мощности). Как считают эксперты: средний возврат инвестиций в покупку солнечных коллекторов в дом составляет около 15 лет. Конечно, это значение является лишь приблизительным и зависит не только от цены коллектора, но также от адаптации к потребностям конкретного объекта.

Если вы задумались о покупке данного устройства, учтите, что отдельные типы коллекторов работают с различной эффективностью при низкой, средней и высокой облачности. Фактор облачности, в свою очередь, коррелирует с временами года, поэтому можно сделать вывод, что некоторые типы коллекторов будут работать лучше в зданиях, которые требуют энергетической поддержки только летом, а другие — для круглогодичной эксплуатации.

Очень важно подобрать правильную мощность коллектора, так как при этом должны быть учтены не только общие характеристики здания, но и климатические условия в вашем регионе. Если вы выберете коллектор слишком низкой мощности, это приведет к более интенсивной эксплуатации других систем водяного отопления. Напротив, если вы купите солнечный коллектор большой мощности, он часто будет работать «вхолостую», и вы только переплатите за оборудование.

15 лет окупаемости: много ли это или мало? Все зависит от того, как часто вы собираетесь жить в своем загородном доме. Разумеется, для установки на дачу, которую вы посещаете только летними месяцами, такая покупка не имеет смысла. Безусловно, срок окупаемости можно сократить, если поискать и купить гибридные солнечные коллекторы или трубчатые устройства.

Учтите, что выбирая такую систему отопления и воды в вашем доме, одной покупкой коллектора расходы не ограничатся. Любая солнечная установка должна регулярно обслуживаться. Интервал и сложность работ по техническому обслуживанию могут быть разными, в зависимости от типа коллектора.

Заключение

Как мы видим, такие устройства достаточно сложны и нужно учесть массу факторов при их установке. К тому же цена солнечных коллекторов слишком высокая для того, чтобы стать достойной альтернативой бойлерам и другим решениям по нагреву горячей воды в домах.

Тем не менее, тема экологии в строительстве и использовании экологически чистой энергии становится с каждым годом все популярней. И не исключено, что в ближайшие 5-10 лет технологии в этой сфере продвинутся настолько, что установка солнечного коллектора станет не просто модным, но и экономически эффективным решением.

Купить солнечный коллектор

Не забудьте добавить сайт Недвио в Закладки. Рассказываем о строительстве, ремонте, загородной недвижимости интересно, с пользой и понятным языком.

голоса
Рейтинг статьи
Ссылка на основную публикацию
Adblock
detector