Особливості підключення геліосистем на воді

1. забезпечення ГВП
2. ГВП та опалення
3. Захист від замерзання
4. Спрощений розрахунок продуктивності
5. Вас може зацікавити:

Наши партнеры ArtmMisto

C. Білявець

Геліосистеми, в якості теплоносія використовують воду, - вже не новий для вітчизняного ринку продукт. В регіонах України вже реалізовано низку проектів з їх застосуванням. Розглянемо особливості монтажу таких систем і принцип роботи

Схеми пристрою геліосистем, які працюють на воді, відрізняються від традиційних, що використовують в якості теплоносія водно-гліколеві суміші. І справа навіть не стільки в різних властивостях даних матеріалів.

Застосування антифризів дає перевагу в тому, що система не замерзне навіть у сильні морози. Однак в такому випадку через токсичні властивостей водно-гліколевих сумішей не можна допускати змішування контурів геліоколекторів, систем ГВП та опалення. Тому необхідно використовувати бівалентні бойлери непрямого нагріву. Крім того, антифризи досить дороги, їх необхідно міняти в разі неодноразового закипання.

Вода ж дешевше і доступніше. її можна безпосередньо подавати в системи теплопостачання (рис. 1). При цьому геліоколектор фактично виконує функцію газової колонки або котла.
Кілька спрощується і загальна схема системи за рахунок застосування більш простого і менш об'ємного бака-акумулятора.

Мал. 1. Принципова відмінність геліосистем на воді від гликолевих аналогів - відсутність необхідності в теплообміннику для «сонячного» контуру

забезпечення ГВП

Одна з можливих схем підключення показана на рис. 2. Тут сонячні колектори працюють виключно на нагрів води для санітарних потреб.

Лінія від геліоколектора врізається в лінію подачі води від котла системи гарячого водопостачання. Нагріта вода надходить в теплообмінник бойлера і нагріває ГВС. Вода проходить через теплообмінник бойлера непрямого нагріву, охолоджується і за допомогою насоса сонячної установки подається назад в колектор, таким чином замикаючи робочий цикл.
Дуже важливий нюанс при підключенні труб до лінії подачі - обов'язкове так зване сифонне підключення, під прямим кутом. Врізка труби здійснюється знизу. Робиться це для того, щоб бульбашки повітря, із системи опалення, не потрапляли в геліосистему і тим самим не знижували її продуктивність.

Для відводу повітря, як правило, передбачаються воздухоотводчики в контурі котла, а також крани на радіаторах.

Розповітрювання необхідно здійснювати не рідше одного разу на рік.

Для підключення геліоколекторів до загальної системи використовується гофрована труба. При цьому за рахунок того, що в'язкість води набагато нижче, ніж у гликолевих сумішей потік води в даній трубі буде турбулентним. Тому повітря, який може збиратися в складках гофри, за рахунок турбулентності буде швидше виноситися.

Управління нагрівом системи ГВП здійснюється за допомогою автоматики. Датчики, встановлені в колекторі, верхній і середній частині накопичувального бака зчитують дані про температуру води в лінії подачі. У відповідність з цим вибирається алгоритм роботи насоса контура геліоколектора і нагріває теплогенератора.

Температура в самому колекторі контролюється датчиками на що подає (TSE) і на зворотному трубопроводі (TSA). Крім того, встановлюється витратомір, що враховує кількість надходить в колектор води. На підставі даних цих приладів формуються відомості про продуктивність системи за підсумками роботи за день.

Загальний сонячний регулятор стежить за роботою всієї системи, враховуючи об'ємні потоки. якщо датчик TSA показує, що вода в колекторі нагрілася до заданої температури (діапазон настройки від 60 до 90 ºС), включається насос і відбирає воду в бойлер.

Таким чином, колектор реалізує принцип «повного відра» і, по суті, являє собою додатковий котел, в якому нагрівається вода.

ГВП та опалення

Одна з можливих схем підключення сонячної системи для роботи на ГВС і опалення показана на рис. 3.
Для забезпечення стабільного постачання гарячої води застосовується схема, що включає спеціальну комбіновану буферну ємність, яка оснащена
зовнішнім теплообмінником для підігріву води, яка подається в контур ГВП. Вода, підмішують в опалювальний контур, поставляється з буферної ємності. Звідти ж, тільки з нижньої частини, подається захолола вода на геліоколектор.

Мал.3. Схема підключення геліосистеми з частковим покриттям потреб опалення

Захист від замерзання

Оскільки в сонячному контурі використовується вода, то в наведених схемах реалізована система захисту від замерзання. Заснована вона тому, що датчик, встановлений в геліоколекторами постійно контролює температуру води, що поступає. І якщо вона опускається до 2 ºС, автоматично включається насос. Він подає воду з нижньої частини буферної ємності, до тих пір, поки не буде досягнутий безпечний рівень. З огляду на, що обсяг колекторів досить невеликий - всього кілька літрів, - подібна робота практично не позначається на діяльності всієї системи ГВП і опалення. На захист від замерзання витрачається всього близько 2-4% від виробленої геліоколекторами теплової енергії за рік.

На випадок, якщо система все-таки дасть збій, в самому геліоколекторами і на виході з нього для компенсації лінійного розширення льоду передбачають гофровані вставки в самому колекторі.

Варто відзначити, що морозостійкість системи, а також і її ефективність, залежать від довжини зовнішнього трубопроводу. Чим це значення менше, тим краще. У будь-якому випадку довжина траси повинна бути з максимальною точністю внесена в програму роботи сонячного регулятора.

В даний час на українському ринку представлені сонячні системи, які стабільно працюють при довжині зовнішньої траси до 15 м і температурі повітря до -34 ° С. (Виходячи з досвіду минулої зими)

З метою виключення збоїв в роботі геліосистеми надалі відключення електричества, обов'язково повинен бути встановлений джерело безперебійного електроживлення геліонасоса.

Спрощений розрахунок продуктивності

Розрахунок продуктивності геліосистеми в кожному випадку необхідно проводити індивідуально. У загальному випадку можна запропонувати наступну спрощену схему розрахунку площі колекторів та обсягу накопичувального бака.

якщо передбачається використовувати сонячну установку тільки для приготування гарячої води, площа колекторів приймається з розрахунку:

Ар = n + 1,

де n - кількість мешканців у будинку.
Обсяг накопичувального бака при цьому дорівнює:

Vр = 40 × Ар.

Таким чином, площа геліоколекторов приймається виходячи з приблизно 1 м2 на 40 л накопичувальної ємності.

якщо сонячна система використовується і на опалення, то розмір бака і площа колекторів повинні бути більше:

Аор = 2 × n + 1.

При цьому обсяг накопичувального бака:

Vор = 80 × Аор.

Таким чином, обсяг буферної ємності пропорційний площі колекторів. якщо взяти більше необхідного, то не вся енергія буде використовуватися і бойлер буде перебувати постійно в гарячому стані. Таким чином, система швидше увійде в стан стагнації. якщо менше, то не буде вистачати теплової енергії користувачеві.

Від необхідної продуктивності системи залежить площа геліополя, що впливає на величину об'ємного потоку. На підставі цих даних розраховується діаметр сонячного трубопроводу.

При монтажі геліоколекторів, які можуть встановлюватися як послідовно, так і в каскад, варто звернути увагу на те, щоб кут нахилу дорівнював або наближений до 45º. Це перешкоджає накопиченню снігу на їх поверхні, що, своєю чергою, знижує продуктивність. Варто також відзначити, що, оскільки не можна повністю покладатися на сонячну енергію, в системах на воді, також як і в традиційних гликолевих необхідно використовувати теплогенератори. Це може бути газовий, твердопаливний, електричний або будь-який інший котел в залежності від конкретної ситуації і бажання споживача. Повна незалежність від традиційних теплогенераторів досягається за допомогою комбінування сонячної установки з тепловим насосом. При цьому принципова схема підключення сонячних колекторів не змінюється. Те ж саме відноситься і до варіанту підключення геліосистеми на воді в уже існуючу систему опалення і ГВП (рис. 4). При цьому геліоколектори можна використовувати в якості генератора тепла для підтримки какрадіаторной системи опалення, так і «теплої підлоги», а також підігріву води в басейні. Підраховано, що за день 1 м2 геліоколектора нагріває до 80 л води.

Мал.4. Приклад підключення сонячної системи в існуючу традиційну систему опалення та ГВП

Більше важливих статей і новин в Telegram-каналі AW-Therm . Підписуйтесь!

Вас може зацікавити:

Вам також може сподобатися

Замовлення було відправлено, з Вами зв'яжеться наш менеджер.