Геліосистеми для будинку – чи варто застосовувати

Отримувати дармову енергію від сонця на нагрів води – заманливо. Але обладнання для такого дійства, а саме, геліосистеми в комплекті, вимагає не мало вкладень. Головне питання у користувача – чи окупиться гелиосистема з сонячним колектором при використанні в приватному будинку? Розглянемо які конструкції бувають, який досвід застосування є …

Основний принцип роботи

В основі домашньої геліосистеми знаходиться сонячний колектор. Працює гранично просто – ряд трубок з теплоносієм (водою) нагрівається сонячними променями. Розігріта вода надходить в пристрій по теплообміну в будинку (бойлер непрямого нагріву, гідроакумулююча ємність) і там нагріває теплоносій системи опалення або воду, яку ми використовуємо як гарячу.

В результаті опалення та (або) вода гріються безкоштовно. Всі знають, що опалення і ГВС – основна стаття витрат по дому, енергія дорога. А в Європі сонцем іноді взагалі опалюють повністю, не спалюючи і кілограма нашого природного газу.

Що вийде у нас, і який сонячний колектор краще?

Різновиди сонячних колекторів

Спрощений опис конструкцій колекторів геліосистеми наступне.

  • Плоскі пластинчасті.Металева пластина, покрита нікелем (поглиначем) з припаяними до неї мідними трубками. Або дві пластини з канавками, складені разом. Все це укладено в теплоізольований кожух з ударостійким самоочисним склопакетом.

  • Трубчасті.Ряд вакуумних скляних трубок, усередині яких знаходяться тонкі трубки з теплоносієм. Вакуумні трубки мають особливе покриття концентрують сонячне світло на нагріваються трубах, які з обох сторін підключені до збірних шин в утеплювачі.

  • теплові трубиТут схожі на попередній варіант вакуумні трубки, тільки всередині них знаходяться скляні труби з рідиною, яка легко випаровується при нагріванні сонцем. Пара піднімається у верхню частину труб на охолоджувач, віддає енергію теплоносія, і рідина стікає вниз, щоб знову випаровуватися …

З опису ясно, що всі ці конструкції не можуть бути дешевими. Звідси і питання по окупності.

Влітку гелиосистема завжди стане в нагоді

Є ще один різновид геліосистеми – річна плоска відкрита. Той же пластинчастий сонячний колектор, але пластина з трубками з копійчаного пластика, без теплоізоляції і скла.Ефективно може працювати тільки при високій температурі зовнішнього повітря влітку.

Такий спрощеної геліосистемою можна гріти воду в бочці, з циркуляцією самопливом, якщо бочка буде вище колектора на 0,5 метра і більше. Або гріти воду в басейні, або для потреб будинку, але з примусовою циркуляцією.

Причому пластмасовий колектор гріє в 10 разів ефективніше, ніж просто бочка літнього душу. Так що отримати теплий басейн можна, умовно безкоштовно. А найпростіша система окупиться, в порівнянні з витратами на паливо, якщо нагрів робити за допомогою спалювання чого бито не було.

Скільки енергії дає сонце

З вищесказаного ясно, що найефективніше гелиосистема буде працювати влітку, коли сонце високо і сонячного світла більше.

У цифрах енергія сонячного світла характеризується для 52 паралелі і південніше як:Для червня – близько 600 Вт енергії з метра кв. нагрівається площі за одну годину.

Взимку ж – мало не в десять разів менше.Для грудня – 80 Вт / м кв. за годину.

У міжсезоння, щось середнє – жовтень, квітень – 300 – 350 Вт / м кв.

Але це, як вказувалося, – для південних широт. На північ від сонця все менше, і одержуваної енергії значно менше.

Що ж це означає з практичної точки зору, – що можна нагріти?

Чи окупається сонячний колектор

Потрібно зауважити, що пластинчасті колектора починаю працювати, коли енергія сонця більше 80 Вт / м кв. Тобто в зимові місяці плоскі практично не працюють.

Трубчасті починають працювати від 20 Вт / м2. Отже взимку вони можуть підігрівати трохи будинок.

Прості розрахунки показують, що навіть в південному кліматі (52параллель), якщо застосовувати геліосистему для опалення, то сонячний колектор не окупиться. Опалення адже потрібно найбільше взимку, і менше в міжсезоння, – коли сонця найменше. Одержуваної енергії з метра квадратного – дуже мало, її вартість не відшкодовує ціну обладнання та за десятки років, при нинішніх цінах на енергоносії.

Але якщо застосовувати колектор для гарячого водопостачання, яке потрібно і в міжсезоння і частково влітку, то він може окупитися. Тобто у нас основний упор повинен робитися на включення геліосистеми в ГВП-схему, для максимального використання енергії сонця. Опалення може підключатися попутно, коли гаряча вода вже підготовлена.

Плоский або трубчастий колектор вибрати

Відомо наступне:

  • Плоский більш ефективніше влітку, він має більше ККД при різних температурах теплоносія, може розігрівати його до високих температур.
  • Трубчастий ефективніше при малих енергіях сонця, може працювати цілий рік.

Так само плоский дешевший. А варіанти без теплоізоляції, для літа – копійчані.

Для наших умов, для підготовки ГВП ефективніше виявляється газова плита, який ймовірно окупиться, якщо до цього на ГВС витрачалося багато палива.

Але трубчастий, – для любителів експериментів, також може окупиться, враховуючи, що він в «хитрої» схемою може ще й опалювати взимку.

Яка площа колектора, як використовувати

Можна звернути увагу на графіки ККД сонячних колекторів, в залежності від температури теплоносія. Особливо для плоского помітна різниця – він віддає більше енергії, поки теплоносій холодний.

Тому для ГВП-схеми робиться пріоритет геліосистеми. Спочатку вона гріє воду, потім вже включаються звичайні методи нагрівання.

З графіків ясно, що занадто велика площа колектора шкідлива, – через перегрів теплоносія ККД падає, дорога система великої площі не окупається.

Існують наступні рекомендації по площі колекторів геліосистеми, яка була б оптимальною по окупності з урахуванням графіків ККД:

  • Для ГВП на одну людину – 1,2 м кв., На сім’ю, – 5 м кв.
  • Для опалення – до 0,4 м2 на 1 м2 площі будинку. Відповідно – до 40 м2 для будинку 100 м2.

З чого складається гелиосистема

Сам сонячний колектор повинен розміщуватися під певними кутами до горизонту – площину светоприемника перпендикулярна потоку сонячного світла, а також в напрямку на південь, можливо з невеликими до 10 град відхиленнями або автоповоротом слідом за сонцем.

Дах повинна бути розрахована на таке навантаження з урахуванням вітру і снігу.

Найпростіша схема – з самопливної циркуляцією. Колектор може бути і на даху, за умови, що бак вище нього на 0,5 м для самопливної циркуляції, а труби в теплоізоляції великого діаметру.

Також в геліосистему може входити:

  • Теплоаккумулятор – Бойлер непрямого нагріву або буферна ємність, з окремим змійовиком для підключення сонячного колектора. Але прилад повинен бути обладнані основним нагріванням.
  • Циркуляційний насос.
  • Запобіжний клапан по тиску, – вода може закипати.
  • Трубопроводи в теплоізоляційної оболонці, що витримує підвищену температуру (мінеральна вата).
  • Схема перемикання «ГВС – опалення», опалення підключається при досягненні максимальної температури ГВП.
  • Автоматичний в найвищому місці.
  • Розширювальний бак 1/10 обсягу теплоносія – система замкнута.

Яка ціна, що придбати

Геліоустановки можуть купуватися як комплект обладнання з під’єднанням та рекомендаціями. Вони характеризуються певною потужністю сонячного колектора, тобто його площею.

Так, наприклад, усереднений теплоізольований пластинчастий колектор потужністю близько 2,0 кВт / год (максимальний сонячне світло) обійдеться від 150 000 руб. А ось вигідний він, чи окупиться – потрібно вважати самостійно по енергії, що витрачається на ГВС. Але до цієї ціни треба додати ще монтаж і зміст ….

Також, плануючи витрати на домашню геліосистему, потрібно просто враховувати, той факт, що в Австрії, у не теплою європейській країні, на 1000 жителів припадає 450 м кв. геліосистем. В Україні цей показник поки дорівнює 0,2 кв. м. – в 2250 разів менше. Можливо, настав час змінити цей показник.

Ссылка на основную публикацию