Переваги сонячного опалення та вибір установки

На один квадратний метр освітлюваної поверхні наше Сонце транслює майже 1400 Ватт енергії. Тобто на один «квадрат» виливається порція теплового випромінювання, достатня для обігріву на порядок більшої площі. Адже на опалення квадратного метра необхідно затратити всього 100-120 Ват.

У підсумку сонячне опалення будинку є найбільш вигідним способом обігріву житлового або промислового будови. Адже сонячне світло дістається нам абсолютно безкоштовно, а десятиразова «порція» теплового випромінювання дозволяє задовольнятися практично будь-який «енергетичною ефективністю» такого «котла», забувши про коефіцієнт корисної дії (співвідношення відданого і витрачається тепла).

b0087c24368d5453ef79282d54f5411d Переваги сонячного опалення та вибір установки

Сонячні колектори

Тому в даній статті ми розглянемо саме сонячне опалення приватного будинку, запропонувавши вашій увазі кілька варіантів компонування подібної системи обігріву, а також типові моделі сонячних «котлів» і «конвекторів».

Як працює сонячне опалення?

Така система обігріву будується за тими ж принципами, що і звичайне водяне опалення. Тобто в мережі є котел – пристрій, розігріваючу теплоносій, розводка – мережа трубопроводів транслюють теплоносій, і батареї – радіатори, передають енергію теплоносія в простір.

Однак у звичайній системі, в ролі котла виступає газовий або електричний прилад опалення. Перший прилад нагріває залиту в теплообмінник воду (теплоносій) за допомогою газового пальника. Другий прилад кип’ятить потік води з допомогою ТЕН – трубчастих електричних нагрівачів. І в тому і в іншому випадку ККД «котлів» не перевищує 60-70 відсотків. Тобто більша частина дуже дорогого газу і дорогої електроенергії просто «губиться», не доходячи до споживача.

Сонячне опалення передбачає зовсім іншу схему нагрівання теплоносія. Воду, масло, антифриз заливають в особливий опалювальний прилад – сонячний колектор. Це звичайна мідна трубка, яку розміщують в скляній колбі. Причому з колби відкачують повітря – провідник тепла.

У підсумку виходить, що залитий в трубку теплоносій поглинає сонячну енергію і не віддає в простір жодного вата, оскільки вакуум тепло не проводить.

Після розігріву теплоносій перетікає в напірну гілка розводки системи опалення, а на «вільне місце» надходить порція поки ще холодної води (або олії) з «обратки». Така схема використання теплоносія називається одноконтурної.

Крім того, нагрітий сонцем теплоносій можна використовувати і в ролі «газового пальника». В цьому випадку вода або мало циркулюють між сонячним колектором і внутрішнім радіатором-теплообмінником, який вбудовують у бак з основним теплоносієм системи обігріву будівлі. Таку схему називають двоконтурної або непрямою. У цьому випадку нагрітий сонцем теплоносій не контактує з середовищем, залитої в розводку і батареї.

Сонячне опалення заміського будинку – типові схеми

Одноконтурна схема сонячного опалення складається з наступних елементів:

f1f444f47f104ef16a4fa5295e560a2b Переваги сонячного опалення та вибір установки

Принципова схема одноконтурної системи сонячного гарячого водопостачання

  • Колектора панельного або вакуумного типу. Причому для системи опалення краще вакуумний колектор, зібраний з 10-20 колб, врізаних у зворотний і напірний приймач.
  • Напірного обладнання – у цій ролі можна використовувати звичайний відцентровий насос, монтуємий в розведення системи опалення.
  • Сполучної регулюючої та трубопровідної арматури. З допомогою цих елементів ми пов’язуємо колектор і систему опалення.

Повторимо схему роботи одноконтурної системи:

  • Сонце гріє «порцію» теплоносія в колекторі.
  • Насос забезпечує циркуляцію теплоносія в розведення системи опалення, прокачуючи його і крізь колектор.
  • Батареї транслюють тепло в житлове приміщення.

Перевага цієї схеми – відносна дешевизна. Недолік – низька ефективність. Теплоносій в одноконтурної системи не розігрівається вище 120-150 градусів Цельсія.

Двоконтурна або непряма система опалення складається з наступних елементів:

df278a6e03ce1da3a457e277f6acd644 Переваги сонячного опалення та вибір установки

Принципова схема двоконтурної системи сонячного гарячого водопостачання

  • Вакуумного колектора.
  • Радіатора-теплообмінника.
  • Бака-накопичувача.
  • Пара напірних насосів.
  • Запірної, регулюючої та трубопровідної арматури.

Ці елементи взаємодіють між собою за наступною схемою:

  • В колекторі скипає «порція» первинного теплоносія, що нагрівається сонцем.
  • Перший напірний насос транспортує цей теплоносій в радіатор-теплообмінник за окремим, замкнутому контуру, витісняючи гарячу середу холодної «порцією» масла або води.
  • Розігрітий гарячим теплоносієм радіатор віддає тепло в бак-накопичувач.
  • Що пропускається крізь накопичувач теплоносій системи опалення поглинає енергію радіатора і рухається до батарей, побуждаясь другим напірним насосом.
  • Батареї віддають тепло кімнати будинку.

Основна перевага такої системи – висока ефективність. Теплоносій в непрямому контурі можна розігріти до 300 градусів Цельсія. Основний недолік – дорожнеча такого рішення і велика кількість рухомих частин у вузлах системи, що змушує вкладати ще й періодичний сервіс та ремонт.

А ось класичні сонячні батарей для опалення будинку практично не використовуються,-за дорожнечі компонентів – комплект фотоелектричних панелей потужністю один кВт коштує близько 80-100 тисяч рублів.

Хоча 100-ватні батареї можна використовувати для живлення напірних насосів.

Як монтують «сонячне» опалення?

Колектор встановлюють прямо на дах, з «сонячної» сторони. Якщо кут ухилу покрівлі понад 30 градусів, то колектор монтують на кронштейні, підбираючи оптимальне розташування колб, розраховане на максимальне поглинання сонячного світла. Площа даху, готової прийняти сонячний колектор, не може бути менше 40 квадратних метрів. Кроквяна система покрівлі повинна бути посилена, інакше дах просто не витримає вагу устаткування.

Бак-накопичувач і напірне обладнання монтують під покрівлею, в горищному (з обов’язковим утепленням) або житловому просторі. Вага бака може доходити до 500 кілограм, тому горищне перекриття слід посилити.

Розведення одноконтурної або двоконтурної мережі виконують за класичними правилами, віддаючи перевагу металевим трубам і зварювальної збірці. Адже тиск в колекторі доходить до 6-10 атмосфер, а полімерні труби просто не витримають температурної навантаження – будь-термопластичний пластик розплавиться при температурі 120-170 градусів Цельсія.

Сонячні колектори для опалення будинку – огляд популярних моделей

Сортамент сонячних колекторів надзвичайно широкий. Однак до сегменту дійсно ефективних «опалювальних колекторів» ми можемо зарахувати далеко не всі подібні прилади. Адже частина колекторів призначається виключно для систем гарячого водопостачання.

На нашу думку з сортаменту сонячних колекторів можна виділити лише кілька моделей «опалювального типу, а саме:

Панельний колектор Unisol Neo 2.1

84b2d08bb6e0e233bbdbab5ed6e3fe92 Переваги сонячного опалення та вибір установки

Панельний колектор Unisol Neo 2.1

використовується в ролі нагрівального елемента в системах непрямого нагріву. Площа панелі цього колектора – 1,9 «квадрата», що дозволяє зібрати до 1,5 кВт теплової енергії.

  • Вага одного модуля – 35 кілограм. При цьому модуль можна розмістити як поверх даху, так і прямо в покрівельному пирозі», як вбудований елемент.
  • Максимальна температура теплоносія – 120 градусів Цельсія.
  • Вартість одного модуля – 60-65 тисяч рублів.

Вакуумний колектор POWER15

356d7d045d5440974e62828793b200da Переваги сонячного опалення та вибір установки

Вакуумний колектор POWER15

модуль якого складається з 15 колб із загальною площею поглинання 2,5 квадратних метра. Такий колектор можна використовувати в непрямій системі – він може розігріти первинний теплоносій до 320 градусів Цельсія, або в одинарною системою — в цьому випадку він підніме температуру основного теплоносія до 120 °C.

  • Вага одного модуля – 47 кілограм.
  • Теплова потужність одного модуля – до 2 кВт.
  • Монтаж здійснюється на кронштейн або на покрівлю.
  • Вартість модуля 145 тисяч рублів.

Вакуумний колектор СВК-НР-30

d5d48efe4a416ad5341c9c73314feb30 Переваги сонячного опалення та вибір установки

Вакуумний колектор СВК-НР-30

генерує 2,38 кВт теплової енергії в годину (при максимальній інтенсивності сонячного світла).

  • Колектор складається з 30 трубок і важить 73 кілограми. При цьому ККД колектора – 95 відсотків, тому площа поверхні одного модуля – 3 квадратних метра.
  • Вартість даної моделі – 770-800 доларів США.