Настало время новых источников энергии! Чем хорош солнечный коллектор для отопления

Принцип работы солнечного коллектора, как выбрать для дома

Солнечный коллектор, или гелиосистема, оборудование, предназначенное для использования в качестве альтернативных источников энергии. Такие системы давно используют во многих странах в промышленных масштабах, но в последнее время они стали популярны и в частном секторе для подогрева горячей воды, отопления домов и подогрева бассейнов.

Востребованы ли гелиосистемы

Уже сейчас установлено более 160 млн.м2 этих панелей во всем мире. Лидируют Китай и Япония. Не отстают и некоторые европейские страны, где выработка тепла такими системами составляет около 5% от всей необходимой.

Пройдет не много лет и многие страны откажутся от газа и угля совсем. К примеру, в Украине, где тарифы достаточно высокие, такие системы устанавливают в больших количествах. Единоразовое вложение денег позволит получить энергонезависимость, пусть даже и частичную. И дело не только в экономии, такие установки экологически чисты и не загрязняют окружающую среду.

Преимущества этих систем

Альтернативных источников энергии сейчас много, это и солнечные панели, ветрогенераторы, тепловые насосы и тд. Однако именно солнечные коллекторы набирают все большую популярность, этому есть ряд причин:

  • Стоимость системы самая низкая из всех альтернативных источников, это обусловлено несложной технологией изготовления и монтажа.
  • Несложный монтаж, который можно сделать даже самому, обладая определенными знаниями и навыками.
  • Легкость в эксплуатации, не нужно никаких особых навыков чтобы следить за ними.
  • Низкая стоимость ремонта, все детали системы недорогие. Нет крупных узлов, требующих замены целиком. Ремонт можно выполнить самостоятельно, предварительно немного изучив устройство.
  • Универсальность. Гелиосистему можно использовать для нагрева воды и отопления, без дополнительных циклов преобразования энергии. Подобрать количество панелей можно исходя их конкретной необходимости.

Немного о недостатках

У любой системы есть недостатки и солнечные коллекторы здесь не исключение. Они занимают значительную площадь, одна панель занимает в среднем 2-3 м2. Эффективность их работы зависит от климатической зоны где они используются.

Также они очень климатически зависимые, зимой их КПД минимально, при этом расходы энергии на обогрев максимально. Это делает солнечные коллекторы не очень эффективными для отопления. Как заявляют многие производители, они способны покрыть до 30% расходов на отопление.

Однако, это все относительно. Большее количество панелей и аккумулирующие баки большей емкости увеличат этот %. Но, дополнительное оборудование увеличит и стоимость системы.

Принцип работы солнечного коллектора

Он очень прост. Панели аккумулируют солнечное тепло и передают их теплоносителю. Он циркулирует через змеевик в накопительном резервуаре и отдает тепло воде, которую можно использовать для любых нужд. Весь процесс контролируется контроллером, который запускает насосную группу если теплообменник набрал необходимую температуру.

Как устроен солнечный коллектор в целом. Все система состоит из следующих элементов:

  • сами панели в необходимом количестве согласно расчетов,
  • контроллер управления (включая датчики),
  • насосная группа,
  • накопительная емкость (как правило это бак на 300-3000 литров),
  • монтажные элементы, трубы и фитинги.

Убрать какой либо элемент из этой схемы нельзя, она не будет работать. Исключение только коллекторы с проточными нагревателями. О них немного позже.

Производительность, на что можно рассчитывать

Прежде чем устанавливать такое оборудование стоит учесть такой фактор как окупаемость. Ведь плох тот предприниматель, который не получает прибыль со своих инвестиций. Окупаемость коллектора зависит напрямую от его производительности.

Все компании, которые занимаются изготовлением этих систем, дают примерно одинаковые цифры:

  • Эффективность для нагрева воды (гвс) — 50-90%.
  • Эффективность для отопления дома — до 30%.

Другими словами, эта система может полностью обеспечить дом горячей водой. Отопление дома может покрыть и больше заявленного процента, все зависит от самой системы и количества панелей, а также правильности их установки.

Абсорбер, самая важная часть системы

Часть солнечного коллектора, которая принимает, аккумулирует и передает тепло теплоносителю называется абсорбером. Именно от этого элемента зависит КПД всей системы.

Изготавливают этот элемент из меди, алюминия или стекла, с последующим покрытием. Как раз от покрытия больше зависит эффективность работы абсорбера, чем от материала, из которого он изготовлен. Ниже, на фото, вы можете посмотреть какие покрытия бывают и как эффективно они могут поглощать тепло.

В описании системы указано максимально возможное поглощение солнечной энергии попадающей на абсорбер. «α» — это максимально возможный процент поглощения. «ε» — это процент отражающегося тепла.

По типу строения

Абсорберы отличаются и по типу устройства, сейчас их всего два вида:

Перьевые — устроены следующим образом. Пластины соединяют между собой трубки с теплоносителем. Сами трубки могут быть соединены между собой в одну систему несколькими способами. Это простой тип абсорбера, который можно сделать своими руками.

Цилиндрические — в этом случае покрытие наносится на стеклянную поверхность колбы и применяется в вакуумных коллекторах. Благодаря этому устройству тепла концентрируется больше как раз в центре трубки где расположен тепло съемник, или стержень. Работает эта система с более высоким КПД, нежели перьевая.

Какие типы солнечных коллекторов существуют

Такие системы бывают двух видов: плоские и вакуумные. Но, по своей сути, их принцип работы схож. Они используют солнечное тепло для нагрева воды. Отличаются только устройством. Давайте рассмотрим принципы работы этих видов гелиосистем подробнее.

Плоские

Это самый простой и самый дешевый вид коллектора. Работает он следующим образом: В металлическом корпусе, который изнутри обработан высокоэффективным перьевым абсорбером для поглощения тепла, расположены медные трубки. По ним циркулирует теплоноситель (вода или антифриз), который поглощает тепло. Далее, этот теплоноситель проходит через теплообменник в накопительном баке, где передаю тепло уже непосредственно той воде, которую мы можем использовать, например для отопления дома.

Верхняя часть системы закрыты высокопрочным стеклом. Все остальные стороны корпуса утеплены изоляцией для уменьшения теплопотерь.

Читайте также:
Отделка стен металлопрофилем

Достоинства

Недостатки

Низкая стоимость панелей

Низкой КПД, примерно на 20% ниже вакуумных

Большой количество теплопотерь через корпус

Из за своей простоты в изготовлении такими системы часто делают даже своими руками. Приобрести необходимые материалы можно строительных магазинах.

Вакуумные

Эти системы работают немного по другому, это обусловлено их конструкцией. Панель состоит из двойных трубок. Наружная трубка играет защитную роль. Они изготовлена из высокопрочного стекла. Внутренняя труба имеет меньший диаметр и покрыта абсорбером, который аккумулирует солнечное тепло.

Далее это тепло передается тепло съемниками или стержням, изготовленным из меди (они бывают нескольких видов и имеют разный КПД, рассмотрим их чуть позже). Тепло съемники передают тепло с помощью теплоносителя, в аккумулирующий бак.

Между трубками вакуум, что сводит к нулю тепло потери и повышает эффективность системы.

Достоинства

Недостатки

Более высокая цена относительно плоских

Минимум тепло потерь

Невозможность ремонта самих трубок

Легкость в ремонте, трубки можно менять по одной единице

Большой выбор видов

Виды тепло съемных элементов (абсорберов), из всего 5
  • Перьевой абсорбер с прямоточным тепловым каналом.
  • Перьевой абсорбер с тепловой трубкой “heat pipe”.
  • U-образный прямоточный вакуумный коллектор с коаксиальной колбой и отражателем.
  • Система с коаксиальной колбой и тепловой трубкой “heat pipe”.
  • Пятая система это плоские коллекторы.

Давайте рассмотрим эффективность работы разных абсорберов, а также сравним их с плоскими коллекторами. Расчеты даны на 1 м2 панели.

В этой формуле используются следующие значения:

  • η- коэффициент полезного действия коллектора, который мы рассчитываем;
  • η₀- оптический коэффициент полезного действия;
  • k₁ -коэффициент тепловых потерь Вт/(м²·К);
  • k₂ -коэффициент тепловых потерь Вт/(м²·К²);
  • ∆Т- разница температур между коллектором и воздухом К;
  • Е – суммарная интенсивность солнечного излучения.

По этой формуле, используя данные, приведенные выше, вы можете сами провести расчеты.

Если не вникать в переменные, говоря проще, КПД зависит от количества тепла, которое поглощают медные теплосъемники и количества потерь системой.

Но, это только теоретические расчеты “на стенде”. Конечный результат зависит от многих факторов: климатической зоны, правильного выбора места для установки и тд.

Системы с проточными нагревателями или термосифонные

По своему строению они могут быть как плоские так и вакуумные. Используют такие же принципы работы. Однако они имеют одно значительное отличие в техническом устройстве.

Эта система может работать без дополнительного резервного аккумулирующего бака и насосной группы.

Принцип работы следующий. Нагретый теплоноситель аккумулируется в базовом баке, который расположен в верхней части системы, как правило на 300 литров. Через него проходит змеевик, по которому циркулирует вода от давления самой водопроводной системы дома. Она прогревается и поступает потребителю.

Достоинства

Недостатки

Низкая стоимость за счет отсутствия части оборудования.

Низкий КПД системы в зимний сезон и ночное время

Простота монтажа, требуется минимум усилий, так как система укомплектована всем необходимым

Дополнительные расходы, связанные с эксплуатацией

Использование этого не подразумевает какого либо ухода или обслуживания, кроме как периодической чистки от загрязнения и снега зимой (если сам не оттает). Однако будут и некоторые попутные расходы:

  • Ремонт, все что можно поменять по гарантии, производитель без проблем заменить, важно покупать официального дилера и иметь гарантийные документы.
  • Электричество, его расходуется совсем немного на насос и контроллер. Для первого можно поставить всего 1 солнечную панель на 300 Вт и ее вполне будет достаточно (подойдет даже без аккумуляторная система).
  • Промывка змеевиков, ее нужно будет делать один раз в 5-7 несколько лет. Все зависит от качества воды (если она используется как теплоноситель).

Как установить солнечный коллектор

Установить эту систему можно и самостоятельно. Для этого необходимо понимать главный принцип установки — максимум солнечного света.

  1. Выбираем место. Оно должно быть с солнечной стороны. Для этого достаточно понаблюдать несколько дней какой место на участке солнце освещает максимально долго (нужно избегать попадания тени от деревьев или построек). Выбрать начальную точку и конечную, солнечный коллектор направить по центру этих точек. Так мы получим максимальный охват теплового излучения.
  2. Угол наклона. Это важный этап установки, от которого зависит ее эффективность. Как правило такие данные дает производитель систем, но, в среднем это 45 градусов. Нельзя устанавливать под большим или меньшим углом, так как тогда снизится поглощающая площадь.
  3. Подключаем остальное оборудование. Это насосная группа с контроллером, накопительный бак и соединительные трубки. Это все подключается согласно инструкции. Ничего сложно здесь нет, так как принцип устройства достаточно простой.
Подробное видео установки

Немного из использование систем на практике

Решил добавить этот раздел так как появились данные реального использования. Мой хороший знакомый установил ее 3 года назад (Украина, Киевская область).

Используется гелиосистема для отопления дома 100 кв м и горячей воды на 6 человек. Расходы на газ составляли для отопления и горячей воды 33 400 грн в год. Было принято решение приобрести солнечный коллектор.

В комплекте собраны 6 плоских коллекторов и накопительный бак на 1000 литров. Результат:

  • 100% в течение 6 «теплых» месяцев по нагрузке на ГВС (температура 55 градусов),
  • 50% в течение 6 «холодных» месяцев по нагрузке на ГВС,
  • 25% в течение 6 «холодных» месяцев по нагрузке на отопление в поддерживающем режиме.

Итоговая сумма экономии за год составила 11 300 грн (в пересчете на рубли сумму нужно умножить на 2.2).

Вся система стояла 94000 грн. При такой стоимости газа она окупится за 8.4 года. Производители дают гарантию 15 лет, так что 7 лет минимум будет идти чистая прибыль.

Эффективность системы можно было значительно увеличить, купив вакуумные модели. Также, низкотемпературные системы отопления, такие как теплые полы, которые работают на температуре 30-40 градусов, будут более производительные.

Солнечный коллектор для отопления дома

Пост опубликован: 19 июля, 2017

Читайте также:
Плитный фундамент своими руками монолитный: как сделать

Солнечный коллектор – это техническое устройство, служащее для преобразования солнечной энергии в тепловую. По типу теплоносителя, солнечные коллекторы подразделяются на воздушные и жидкостные, в которых теплоносителем служит вода или иное жидкое вещество (антифриз, этиленгликоль и подобные). По конструкции, данные устройства, бывают плоские и вакуумные.

Принцип действия

Для отопления жилого дома или иного объекта могут быть использованы все виды солнечных коллекторов, однако принцип их работы, вне зависимости от конструкции и вида теплоносителя, является единым.

Принцип работы солнечного коллектора основан на способности материалов поглощать энергию солнца в видимом и невидимом, человеческому глазу, диапазонах, в связи с чем, внутри данного материала, начинаются физические процессы, молекулы начинают быстрее двигаться, материал (вещество) – нагревается. Тепло выделяемое материалами, на которые воздействуют солнечные лучи, передается теплоносителя для последующего использования.

Правильно оборудуем жилье

Для сохранения тепла в доме следует уделить внимание выбору межкомнатных дверей.Где же купить межкомнатные двери, чтобы ни на минуту не пожалеть о совершенной покупке? Как обезопасить себя от возможных подделок и недобросовестных производителей? Что предпринять, если вы готовы вложить достаточную сумму средств, чтобы купить межкомнатные двери, но не склонны доверять специалистам, обладающим низкой квалификацией?
Вывод в данном случае прост — обратиться к услугам интернет- магазина , реализующего широкий спектр моделей межкомнатных дверей, представленных различными конструктивными решениями и производителями. Наш ассортимент постоянно расширяется и обновляется, а высокая квалификация персонала не подлежит сомнению.

В нашем магазине вы всегда сможете подобрать межкомнатные двери, решенные в
ключе основных тенденций традиционной классики или же соответствующие одному из многочисленных направлений современного интерьерного дизайна. Каждое изделие не только оснащено надежной, функциональной и эффектной фурнитурой, но и имеет сертификат соответствия качества основным существующим стандартам. Приобретая межкомнатные двери у нас, вы тем самым отдаете предпочтение абсолютно безвредной продукции, изготовленной из экологически чистого сырья.

Принцип работы солнечного коллектора

Схематично, принцип работы различных видов устройств, можно отразить следующим образом:

  1. Плоский солнечный коллектор, работающий с использование жидкого теплоносителя:
  2. Плоский солнечный коллектор, работающий с использование воздуха:
  3. Вакуумный солнечный коллектор, с жидким теплоносителем:

В соответствии с конструкцией, видом теплоносителя и способу его использования и передачи тепла, солнечные коллекторы бывают:

По типу конструкции:

  • Плоские – представляют из себя конструкцию в виде прямоугольника (коробки), выполняемую из прочного материала и служащую корпусом устройства. Во внутренне пространство корпуса укладывается изоляция, по поверхности которой монтируется абсорбирующая (поглощающая тепло) пластина. В специальные углубления абсорбера, укладываются трубки (как правили изготовленные из меди), в которые, в дальнейшем, подается теплоноситель. С наружной стороны корпус закрывается поглощающей оболочкой и защитным стеклом.
  • Вакуумные – в устройстве данного типа, определенное количество вакуумных трубок, объединены в общем корпусе коллектора. В корпусе устроен теплообменник, в котором теплоноситель, циркулирующий во внутреннем контуре вакуумных трубок, передает полученную энергию, теплоносителю наружного контура.

По типу теплоносителя:

  • Воздушные;
  • Водяные.

По способу использования теплоносителя:

  • Пассивные – солнечный коллектор используется в паре с баком накопителем, и служит для горячего водоснабжения, без устройства дополнительных инженерных элементов сети (циркуляционный насос, элементы защиты и т. д.).
  • Активные – система, кроме монтажа коллектора, комплектуется техническими устройствами (насос, защитные клапана, бак накопитель, дополнительные элементы нагрева теплоносителя), и может использоваться как для горячего водоснабжения, так и для отопления помещений.

По способу передачи тепла:

  • Косвенного действия, когда в системе отопления (горячего водоснабжения), присутствует бак-аккумулятор (накопитель), в котором происходит передача тепловой энергии, полученной, наружным контуром, от солнечных лучей, и передаваемой внутреннему контуру, циркулирующему в системах ГВС и отопления.
  • Прямого действия, прямоточные – данный способ используется в системах ГВС, при этом циркуляция воды, в контуре коллектора, осуществляется под воздействием разности температур и путем установки дополнительных элементов (кранов, клапанов и т. д.).

Как работает зимой?

В системах отопления, как правило, используются вакуумные коллекторы, это определяется их техническими характеристиками и условиями эксплуатации.

Основной элемент вакуумного солнечного коллектора – это вакуумная трубка, которая состоит из:

  • Изоляционной трубки, выполненной из стекла или иного материала, пропускающего солнечные лучи с минимальными потерями их мощности;
  • Медной, тепловой трубки, помещенной во внутреннее пространство изоляционной трубки;
  • Алюминиевой фольги и поглощающего слоя, расположенных между трубками;
  • Крышкой изоляционной трубки, являющейся уплотнительной прокладкой, обеспечивающей вакуум во внутреннем пространстве устройства.

Работа системы осуществляется следующим образом:

  1. Под воздействием солнечной энергии, теплоноситель контура трубки, испаряется и поднимается вверх, где в теплообменнике коллектора конденсируется, передает свое тепло теплоносителю наружного контура, после чего стекает вниз, и процесс повторяется.
  2. Теплоноситель наружного контура, из теплообменника солнечного коллектора, подается на бак-аккумулятор, где происходит передача полученной тепловой энергии теплоносителю системы отопления и горячего водоснабжения.
  3. Циркуляция теплоносителя наружного контура осуществляется путем установки циркуляционного насоса и систем автоматики, обеспечивающей работу системы в автоматическом режиме.
  4. В комплекс системы автоматики входит контроллер, датчики и элементы управления, обеспечивающие установленные параметры работы системы (температура, расход жидкости в системе ГВС и т. д.)

Для того, чтобы данная система была эффективна и справлялась с выполнением поставленных задач, в том числе и в зимний период, системой предусматривается установка дублирующих источников энергии. Это может быть дополнительная система нагрева, с использованием теплоносителя, как на приведенной схеме, когда теплоноситель дополнительного контура нагревается путем использования различных видов топлива (газ, биотопливо, электричество). Также, с подобную задачу можно выполнить путем установки электрических ТЭНов, непосредственно в бак-аккумулятор. Работу дублирующих источников энергии контролирует система автоматики, включая в работу данные устройства, по мере необходимости.

Выгодно ли это

Определить, выгодно ли использовать солнечные коллекторы, каждый определяет для себя индивидуально, в зависимости от региона проживания, потребности в тепловой энергии и в зависимости от финансовых возможностей.
Регион проживания – это важный критерий, при определении эффективности использования устройств, служащих для преобразования энергии солнца в другие виды энергии. Солнечная активность (продолжительность солнечного сияния), в разных регионах нашей страны разная, что видно на приведенной ниже схеме.
Из данной схемы видно, что наиболее благоприятные регионы, для использования солнечной энергии, с продолжительностью солнечной активности более 2000,0 часов в год, расположены в южных районах страны. В этих районах также не бывает холодных и продолжительных зим, что определяет возможность успешного использования солнечных коллекторов в системах отопления и горячего водоснабжения, именно в этих областях России.

Читайте также:
Обои одного цвета

При необходимости создать абсолютно автономную систему, от внешних, традиционных поставщиков тепловой энергии, следует помнить, что, установив только коллектор, создать подобную систему не получится, т. к. для создания циркуляции теплоносителя, работы системы автоматики, необходима электрическая энергия. Поэтому, для полной автономии, необходимо проработать вопрос по независимому электроснабжению подключаемого объекта. Следовательно, для того, чтобы сделать абсолютно независимую систему, потребуются дополнительные финансовые затраты, что увеличит срок окупаемости оборудования.

Как сделать своими руками

Наиболее простой, но тем не менее эффективный вариант, это плоский солнечный коллектор, в котором в качестве теплоносителя используется вода.
Из имеющихся под рукой материалов, изготавливается корпус устройства. Это может быть дерево, профильный черный или цветной металл. Размеры каркаса определяются местом установки солнечного коллектора, его назначением и наличием требуемых материалов.

Во внутреннее пространство корпуса укладывается утеплитель, поверх которого укладывается медная трубка. Для создания большей поглощающей площади, трубку укладывают в форме змеевика. Чтобы увеличить КПД устройства, под трубку можно положить слой фольги (на схеме не показано), это позволит снизить тепловые потери в нижнюю сторону устройства и увеличит температуру во внутреннем пространстве корпуса.

С наружной стороны корпус закрывается защитным стеклом, щели герметизируются. В местах ввода и выхода труб, монтируются патрубки холодной и горячей воды.
Изготовленной таким образом устройство, можно использовать для горячего водоснабжения летнего душа и подогрева воды в бассейне, для этого патрубки коллектора подключаются к выбранным системам, после чего устройство готово к работе.

Плюсы и минусы

Как у любого технического устройства, так и у солнечного коллектора, есть свои плюсы и минусы, как по возможности использования и эксплуатации, так и по иным параметрам и показателям. В зависимости от конструкции устройства, плюсы и минусы, разнятся, поэтому необходимо их рассмотреть в отдельности друг от друга.

Плоские солнечные коллекторы.

Достоинства использования:

  1. При использовании в южных регионах с теплым климатом, наилучшие показатели в соотношении цена – производительность;
  2. При осадках в виде снега, имеют способность к самоочищению;
  3. Обладают высоким КПД, при использовании в летний период;
  4. Относительно низкая стоимость, в сравнении с аналогами другой конструкции.

Недостатками являются:

  1. Значительные тепловые потери, вызванные конструктивными особенностями устройства;
  2. Низкий КПД при работе в осенне-весенний период;
  3. Сложность транспортировки и монтажа готовых изделий;
  4. Высокая парусность конструкции, создает опасность повреждения ее элементов, в процессе эксплуатации;
  5. Сложность и трудозатратность выполнения ремонтных работ.

Вакуумные солнечные коллекторы.

Достоинства использования:

  1. При использовании в регионах с холодным и умеренным климатом, наилучшие показатели в соотношении цена – производительность;
  2. Незначительные тепловые потери, в процессе эксплуатации, в сравнении с аналогами другой конструкции;
  3. Способность работать при низких и отрицательных температурах окружающего воздуха;
  4. Способность работать при низкой солнечной активности в утренние и вечерние часы, а также при отсутствии прямых солнечных лучей (пасмурная погода);
  5. Легкий и удобный монтаж, транспортабельность конструкций;
  6. Надежность в процессе эксплуатации.

Недостатками являются:

  1. Относительно высокая стоимость;
  2. Жесткие требования к монтажу, определяющие расположение коллектора в пространстве по отношению к поверхности земли.

Солнечное отопление дома коллекторами: принцип работы и цена

Реально ли обеспечить свой дом солнечной тепловой энергией? Сегодня мы обсудим перспективу использования гелиосистем в качестве основного источника отопления, рассмотрим вопрос экономической оправданности и эффективности работы солнечных коллекторов.

  • Основные узлы системы отопления
  • Разновидности и отличия коллекторов
  • Проблемы солнечной энергетики
  • Интеграция в систему отопления
  • Расчёт мощности и этапы монтажа
  • Нужен ли тепловой насос
  • Стоимость солнечной отопительной установки

Основные узлы системы отопления

Источником нагрева гелиосистемы служат солнечные коллекторы, целью которых является максимально эффективная передача теплоносителю энергии инфракрасного спектра солнечного излучения. Тепловой диапазон солнечного света составляет 40–45% от общего радиационного потока, в конкретных цифрах это 200–500 Вт/м 2 в зависимости от широты, времени года и суток.

В принципе, для построения простейшей гелиосистемы достаточно одних только коллекторов. По их каналам может циркулировать обычная вода, используемая для хозяйственных нужд и обогрева жилья. Однако такой подход недостаточно эффективен по ряду причин, первая из которых — отсутствие восполнения энергопотерь в течение полных суток. Поэтому одним из важнейших элементов системы солнечного отопления служит тепловой аккумулятор — ёмкость с водой.

Схема отопления дома солнечными коллекторами: 1 — подача холодной воды; 2 — теплообменник; 3 — теплоаккумулятор; 4 — датчик температуры; 5 — контур теплоносителя; 6 — насосная станция; 7 — контроллер; 8 — расширительный бак; 9 — горячая вода; 10 — трёхходовой кран; 11 — солнечный коллектор

Также своеобразным ограничением выступает техническое устройство солнечного коллектора. Его каналы имеют довольно малое проходное сечение, из-за чего возникает риск засорения механическими примесями. Также существует высокая вероятность замерзания теплоносителя в ночное время, верхняя же граница диапазона рабочих температур составляет 200–300 °С. Коллекторы рассчитаны на быструю непрерывную циркуляцию теплоносителя, который поступает с низкой температурой, быстро нагревается солнечным светом и так же быстро отдаёт тепло аккумулятору.

Трубки вакуумного U-образного солнечного коллектора

По этим причинам для непосредственного нагрева в тепловых трубках принято использовать пропиленгликоль с набором специальных присадок. Итак, третий обязательный элемент нагревательной гелиосистемы — специальный теплоноситель и обменный контур, который зачастую конструкционно включён в состав теплоаккумулятора, либо может быть частью самого коллектора.

Читайте также:
Системы обогрева загородного дома

Разновидности и отличия коллекторов

Если не вдаваться в технические тонкости устройства, основное различие между плоскими и вакуумными коллекторами заключено в целесообразности их использования в разных климатических зонах. Плоские коллекторы лучше использовать в южных широтах с преобладающими температурами выше нуля, вакуумные — ближе к северным.

Конструкция плоского солнечного коллектора: 1 — выход теплоносителя; 2 — рама коллектора; 3 — структурированное градостойкое стекло; 4 — абсорбер; 5 — медные трубки; 6 — теплоизоляция; 7 — вход теплоносителя

Целесообразность применения отдельных разновидностей солнечных коллекторов обусловлена рядом особенностей:

  • неспособностью вакуумных коллекторов самостоятельно очищаться от снега;
  • высокими теплопотерями плоских солнечных коллекторов, растущими вместе с разницей температур;
  • низкой устойчивостью плоских коллекторов к ветровым нагрузкам;
  • высокой стоимостью проекта на вакуумных солнечных коллекторах;
  • низким температурным диапазоном эффективного применения плоских коллекторов.

Конструкция вакуумного коллектора с косвенной теплопередачей: 1 — вход охлаждённого теплоносителя; 2 — теплообменник (коллектор); 3 — герметичная пробка; 4 — вакуумная трубка; 5 — алюминиевая пластина (абсорбер); 6 — тепловая трубка; 7 — рабочая жидкость; 8 — выход нагретого теплоносителя; 9 — корпус теплосъёмника; 10 — конденсатор тепловой трубки; 11 — изоляция

Одно из важнейших отличий кроется в процессе монтажа. Плоские коллекторы требуют доставки на крышу в собранном виде, в то время как вакуумные могут собираться по месту. Также плоские коллекторы обычно не имеют собственного теплоаккумулятора и обменного контура.

Проблемы солнечной энергетики

Нагревательные солнечные системы не лишены минусов, из них самый главный — непостоянство источника энергии. В ночное время нагрев системы не происходит, а при затяжной пасмурной погоде ожидать ясного неба, чтобы нагреть дом — удовольствие ниже среднего. Если аккумулятор при достаточно большом объёме способен сохранить нужное количество теплоты хотя бы до утра, то на несколько суток автономной работы в условиях недостаточной освещённости можно рассчитывать только при существенном расширении солнечной фермы. Это, в свою очередь, вызывает обратную проблему: при выходе на режим максимальной мощности (например, в весенний ясный день) такая гелиосистема потребует более интенсивного теплосъёма или временного отключения нескольких абсорберов с их затенением.

Важно понимать, что гелиосистемы в реалиях российского климата не могут использоваться как единственный или основной источник отопления. Однако они способны существенно снизить расход энергоносителей в отопительный период. Особенно эффективно работают гибридные коллекторы, в которых нагреватели совмещены с фотоэлементами. Если облачность задерживает большинство ИК излучения, то потери фотоэлектрической части спектра не столь значительны.

Другой минус солнечных коллекторов заключён в необходимости принудительной циркуляции теплоносителя в системе коллектор-аккумулятор. Некоторые вакуумные коллекторы оснащают баком, рассчитанным на естественную циркуляцию и расположенным выше поглотителя. Такие установки обычно используют в системах горячего водоснабжения с забором воды под давлением холодного водопровода. Но способы наладить совместную работу таких солнечных коллекторов с отопительной системой всё же имеются.

Вакуумный солнечный коллектор с баком

Интеграция в систему отопления

Есть два пути совмещения солнечных коллекторов со сколь угодно сложной системой отопления на жидком теплоносителе. Основным источником энергии может выступать либо газ, либо электричество — существенной разницы в том нет.

Первый вариант — нагрев общего суточного аккумулятора. Накопитель связывается с котлом совместно и последовательно, при недостаточно высокой температуре последний включается в работу и подогревает жидкость. Правильно спроектированная система такого рода может эффективно работать даже без принудительной циркуляции.

1 — контур отопления; 2 — греющая жидкость; 3 — датчик температуры; 4 — насосная станция; 5 — контроллер; 6 — насос; 7 — расширительный бак; 8 — санитарная вода; 9 — холодная вода; 10 — ГВС; 11 — солнечный коллектор; 12 — отопительный котёл

Второй тип совмещения подразумевает использование теплового аккумулятора с двумя контурами. Через один осуществляется съём тепла от коллектора, через второй — нагрев теплоносителя в системе, вода из аккумулятора служит источником ГВС. Поскольку контуры изолированы друг от друга, в отопительной системе и цикле теплообмена от солнечного коллектора можно использовать более теплоёмкие жидкости или антифриз. Основной недостаток — энергозависимость системы, ведь в обоих контурах циркуляция осуществляется принудительно.

1 — подача холодной воды; 2 — датчик температуры; 3 — теплообменник солнечного коллектора; 4 — теплообменник котла; 5 — контур теплоносителя коллектора; 6 — насосная станция; 7 — контроллер; 8 — расширительный бак; 9 — циркуляционный насос; 10 — выход горячей воды; 11 — отопительный котёл; 12 — солнечный коллектор

Расчёт мощности и этапы монтажа

Переход на солнечную энергетику не приемлет спешки и поверхностного подхода. Зачастую выводы о целесообразности установки гелиосистемы можно сделать только через несколько лет наблюдений и расчётов.

К сожалению, полагаться на инсоляционные карты не имеет особого смысла, ибо местные погодные условия могут сильно искажать среднестатистические показатели. Поэтому первое, что нужно сделать — самостоятельно составить отчёт по интенсивности солнечной радиации в месте установки коллекторов. Для измерений используют пиранометры, в пределах 5 тысяч рублей можно приобрести бюджетный прибор с достаточным набором функций.

Пиранометр

Измерения следует проводить в разное время суток с периодичностью около недели в течение всего года. В процессе замеров нужно учитывать угол наклона и ориентацию коллекторов. Полученные данные в итоге сверяются со статистикой гидрометцентра о процентном содержании пасмурных дней в году.

Чтобы обеспечить высокую эффективность работы гелиоустановки, следует рассматривать самый негативный сценарий, то есть принимать за точку отсчёта наиболее продолжительный период с самой низкой освещённостью. В идеале можно сделать поправку на вероятность возникновения ещё более неблагоприятных погодных условий, пользуясь метеорологической статистикой за последние 15–20 лет. Полученные данные о поступающей солнечной энергии помогут установить необходимую общую площадь абсорбционного поля и определиться с количеством коллекторов, которые необходимо приобрести.

Читайте также:
Оформление окна на кухне в классическом стиле

Как упоминалось, коллекторы очень редко используют как основной источник нагрева, обычно они играют вспомогательную роль. Но долю участия рассчитать можно, она указывается в виде процентной части от совокупной мощности энергосистемы дома или его теплопотерь. Получив требуемое количество киловатт, его умножают на оптический КПД абсорберов, добавляют несколько коэффициентов — поправок на ориентацию, наклон, температурный режим, а также запас надёжности.

По «чистому» значению генерируемой мощности подбирается:

  • нужное число коллекторов определённой модели и в среднем по одному резервному солнечному коллектору на 10–15 находящихся в работе;
  • система трубопроводов с рекомендуемой производителем пропускной способностью и термостойкостью;
  • циркуляционная группа, запорная арматура, прочие вспомогательные устройства;
  • объём и место размещения аккумуляторного бака. В системах с суточным накопителем или мощностью теплового отбора более 20 кВт имеет смысл строить изолированные бетонные резервуары объёмом от 15–20 м 3 .

Для самостоятельного монтажа и обслуживания необходимо составить проект системы, выделить место для размещения вспомогательных устройств и закрепить солнечный коллектор на южном (для северного полушария) склоне кровли с учётом рекомендаций поставщика техники по части ветровых нагрузок. Не забывайте, что приобретая полный комплекс оборудования у одного дистрибьютора, вы получаете возможность бесплатно составить если не проект отопительной гелиосистемы, то как минимум список хорошо совместимого оборудования и комплектующих.

Нужен ли тепловой насос

Один из основных недостатков солнечных отопительных систем — это высокая стоимость. В то время как технология производства плоских коллекторов хорошо освоена, вакуумные абсорберы остаются дорогими, а ведь при определённых погодных условиях с успехом получится эксплуатировать только их. Но есть и другая альтернатива — коллекторы воздушного типа.

Солнечный коллектор воздушного типа

Ввиду более простого устройства их стоимость меньше, плюс имеется возможность автономной работы. Эффективность воздушных коллекторов повышается с установкой нагнетающего вентилятора, питающегося от встроенной солнечной панели. За счёт ускоренного, но пропорционального нагреву охлаждения каналов обратные теплопотери через коллектор сводятся к минимуму. Ограничение мощности можно обеспечить управлением скоростью вентилятора или простым перекрытием протока — теплового удара воздушные коллекторы не боятся, к тому же легко настроить естественную рециркуляцию.

Недостаток воздушных систем в малой степени нагрева теплоносителя. Теплоёмкость воздуха меньше, плюс практически всегда абсорбер греется без фокусировки. Чтобы получить возможность интеграции в отопительную систему (что наиболее часто необходимо из-за невозможности проложить вентканал в обогреваемое помещение) тепловой насос или сплит-система действительно нужны.

Но воздушные тепловые насосы можно применять и для прироста эффективности кондиционирования воздуха. С ними скорость циркуляции удаётся поднять до значений, не приемлемых в бытовых вентиляционных системах, что даёт 2–3 кратный прирост выработки за счёт высокой разницы температур. В ночное время коллектор также будет обладать малой долей выработки при рабочем диапазоне температур.

Используемый как теплоноситель воздух можно подвергнуть осушению или заменить на углекислоту или другой более теплоёмкий газ. Однако тепловые насосы с водяным первичным контуром использовать не имеет смысла: они изначально рассчитаны на работу с высокой разницей температур и потому прироста мощности оказывается недостаточно для обоснования стоимости установки.

Стоимость солнечной отопительной установки

За удовольствие от пользования чистой энергией вообще приходится платить достаточно дорого, по крайней мере, на сегодняшний день. Справедливости ради, есть и позитивные новости: за последние пять лет стоимость производства плоских коллекторов упала в 2–2,5 раза, подобного можно вскоре ожидать и от устройств с вакуумными абсорберами.

Стоимость плоских и вакуумных коллекторов определяется объёмом выработки — значением солнечной радиации в идеальных условиях освещения, то есть удельной мощностью. В среднем за 1 кВт гелиоколлекторов плоского типа придётся выложить порядка $350–500, а за комплектную установку с внешним аккумулятором — около $800–1000. Стоимость вакуумных солнечных коллекторов колеблется в более высоком диапазоне — от $600 до $1000–1200 за комплекс в зависимости от качества исполнения, материала трубок, изоляции теплообменника и прочих особенностей.

Для ёмкостных коллекторов действует норма измерения в литрах воды, нагретой на максимально возможную температуру. Вычислить количество вырабатываемой электроэнергии можно либо по общей площади абсорбера, либо выразив через удельную теплоёмкость воды. В зависимости от сложности системы стоимость сильно разнится, цена одного из примеров из среднего сегмента рынка достигает $1500 за 300 литров (на 4–5 жильцов) с разницей температур около 50 °С, что эквивалентно 2,5 кВт удельной мощности.

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

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.

Читайте также:
Печи барбекю для беседки или летней кухни: мангал и барбекюшница с дымоходом своими руками, модульные с казаном из кирпича - схема и чертежи

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.

Читайте также:
Письменный стол своими руками, мебель по готовым чертежам

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.

Насос для повышения давления воды: модели, особенности, установка

Содержание

Как работает насос для повышения давления воды

Плохой напор из крана или невозможно одновременно использовать две водоразборные точки? Это наиболее частые признаки недостаточного давления воды в системе водоснабжения . Часто давления в трубах бывает недостаточно для работы стиральной или посудомоечной машины, котла с автоматикой, душевой кабины или ванны с гидромассажем.

В городском водопроводе по норме давление должно составлять около 4 атм. Однако в реальности значение гораздо ниже. По нормам давление на изливе должно быть не ниже 0,3 атм, но и такое значение не обеспечивает комфортного пользования сантехникой. В частном доме насосы для воды ставятся для решения иной проблемы – слабой подачей воды на второй этаж.

Важно! Если вы заметили, что в трубопроводе вашего дома недостаточное давление, не спешите покупать насос для повышения давления воды. Возможно, причина кроется в старых, забившихся трубах. Проверьте систему. Если все коммуникации в хорошем состоянии – необходим насос.

Итак, какое же оборудование может использоваться для данной цели? И как осуществляется его работа? Все очень просто. В водопроводную систему встраивается насос, в основе функционирования которого лежит центробежная сила. Установленная в корпусе крыльчатка под действием крутящего момента направляет жидкость из входного патрубка и выдает необходимый объем на выходе, откуда она подается к точкам водоразбора. Работа электродвигателя насоса для повышения давления воды осуществляется от электросети.

По принципу работы различают следующие типы.

  • Насос постоянного действия функционирует в круглосуточном режиме, постоянно подкачивая воду. Это доступный по цене вариант. Однако такая эксплуатация сказывается, во-первых, на увеличении энергопотребления и, во-вторых, на повышенной нагрузке на само устройство, которое от перегрева может выйти из строя. Стоит отметить, что эта техника отлично подходит для ручного включения только при потребности стабилизировать давление в водопроводе, например, после включения системы полива на участке. После завершения операции насос отключают.
  • Автоматический насос имеет датчик протока, который реагирует на прохождение воды по трубе. Когда она проходит по трубе, происходит автоматическое включение устройства – давление повышается. То есть включение происходит только при потреблении воды – открытии крана, работе бытовой техники и т.д. Автоматика надежна и позволяет экономить электроэнергию. Как правило, цена на насос для повышения давления воды выше, чем у аналогов постоянного действия. Но, как показывает практика, вложения вполне себя оправдывают.

Виды оборудования и особенности монтажа

Полезное устройство справится со своей задачей, только если подобрано правильно. В зависимости от того, где и для каких целей будет установлен насос для повышения давления воды, выбирают подходящее оборудование.

Насос, встраиваемый в водопровод

Все насосы для повышения давления воды различаются по типу охлаждения. Модели с сухим ротором охлаждаются за счет вращения лопастей, закрепленных на валу. Они отличаются высоким КПД, однако при работе слышны незначительные шумы. Устройства с мокрым ротором защищены от перегрева за счет прохождения через корпус перекачиваемой жидкости. Главным достоинством такого насоса является бесшумная работа.

Совет: если устройство устанавливается на трубопроводе, в котором может скапливаться воздух, дополнительно монтируют автоматический воздухоотводчик.

Что нужно знать о выборе?

Вы уже решили, какой насос для повышения давления воды вам подойдет? Тогда ознакомьтесь с основными характеристиками.

Давление. Оптимальным значением для трубопровода является 4 – 5 атм. В более высоких показателях нет необходимости. Поинтересуйтесь также, каково минимальное значение входного давления воды.

Мощность. Влияет на производительность устройства. Однако высокая мощность не всегда нужна. Для квартиры вполне хватит насоса на 120 – 250 Вт – он будет потреблять минимум электроэнергии. Насосные станции могут иметь мощность в 500 – 1000 Вт и более. Это помогает обеспечивать отличную производительность и поднимать воду на верхние этажи.

Трубное соединение. Чтобы подключить агрегат к трубопроводу, необходимо знать соединительный диаметр. Например, он может составлять 1 дюйм или 3/4 дюйма. Трубная резьба бывает внешняя или внутренняя.

Температура перекачиваемой жидкости. Большинство моделей предназначены только для холодной воды – допустимая температура не должна превышать +50 – +60 °С. В случае если вы ищете насос для повышения давления воды, который встраивается в горячий контур, нужен больший показатель температуры.

Популярные марки и модели

Планируя покупку оборудования для системы водоснабжения, важно сразу задуматься о бюджете, который вы готовы потратить. Для этого рекомендуем изучить производителей и модели, которые они предлагают. Среди встраиваемых в водопровод компактных насосов можно выделить, например, Grundfos UPA 15-90. В основе устройства – циркуляционный насос с мокрым ротором. Он может работать в одном из выбранных режимов – ручном или автоматическом. Имеет чугунный корпус и антикоррозийное катафорезное покрытие. Класс электрозащиты составляет IP42, что предотвращает попадание брызг внутрь корпуса. Уровень шума во время работы составляет всего 35 дБ, что дает возможность устанавливать насос в квартире. Производитель Grundfos из Дании является одним из крупнейших в мире производителей насосного оборудования. Заслужил доверие российских пользователей еще в 60-х годах прошлого века. А с 2005 года оборудование Grundfos выпускается в России.

Читайте также:
Отделка окна сайдингом, установка околооконной планки, обшивка арочных проемов

Что касается насосных станций, выбор по производителям тоже велик. Одним из наиболее популярных является Джилекс, чей опыт производства насосного оборудования насчитывает более 20 лет. Производство находится в Московской области. В качестве примера модели для частного дома можно привести автоматическую станцию Джамбо 70/50 Н-24 Н 4723. Ее мощность составляет 1100 Вт, а производительность достигает 70 л/мин. Объем гидроаккумулятора равен 24 л. Станция оснащена эжектором. Это дает возможность увеличить глубину всасывания до 9 м. Бак из нержавеющей стали не подвержен коррозии. Еще один российский бренд Беламос, который существует на рынке с 1993 года, предлагает оборудование, разработанное с учетом климатических особенностей нашей страны.

Станция Беламос XA 06 ALL подойдет для использования на даче. Мощность в 500 Вт не оказывает значительной нагрузки на электросеть. Производительность составляет 47 л/мин. Чугунный корпус имеет долгий срок службы. На оборудование дается 2 года гарантии.

В нашем интернет-магазине представлен большой выбор насосов для повышения давления воды от известных производителей. Выбирайте подходящую модель и делайте заказ!

Не греют трубы, а вода из крана едва бежит? Исправит ситуацию насос для поднятия давления в системе отопления

Вы просматриваете раздел Насос, расположенный в большом разделе Компоненты системы.

Невысокая температура в системе отопления зимой может быть связана не только с засорением труб, завоздушиванием или с малым нагревом теплоносителя.

Нередко причина медленной циркуляции воды в сети – это низкое давление в системе. Устранить этот недостаток можно с помощью повысительного насоса.

Конструкция насоса для поднятия давления

Насосы, предназначенные для повышения давления в системе отопления, имеют единую конструкцию, которая включает в себя:

  1. электродвигатель;
  2. водяную помпу.

Электрическая часть агрегата надежно изолирована от воды. Корпус и детали помпы изготавливаются из высокопрочных материалов, не подверженных ржавчине:

  • из чугуна;
  • из керамики;
  • из латуни;
  • из нержавеющей стали.

Рабочий орган помпы — крыльчатка, она представляет собой диск с изогнутыми лопастями. Крыльчатка бывает двух типов:

  1. открытого — лопасти закреплены на одном диске;
  2. закрытого — лопасти заключены между двух дисков.

Устройство закрепляется на трубопроводе при помощи патрубков.

Принцип работы

Работа насоса основана на преобразовании энергии вращающегося вала с крыльчаткой в движение перекачиваемой жидкости. Если корпус помпы заполнен водой, то при подаче напряжения на электродвигатель тот приводит во вращение ротор с закрепленной на нем крыльчаткой.

Лопасти крыльчатки задают воде радиальное движение от центра. В результате в центральной части помпы создается область разрежения, а на периферии — область повышенного давления. Вследствие этого вода будет поступать под повышенным давлением в напорный патрубок.

Типы повысительных насосов

Повысительные насосы в зависимости от их характеристик разделяются на несколько групп:

  • по типу управления;
  • по допустимой температуре воды в трубах;
  • по способу охлаждения;
  • по способу установки.

Фото 1. Автоматический насос для повышения давления модели UPA 15-90, с мокрым ротором, производитель – «Grundfos».

Тип управления

По типу управления повысительные насосы разделяются:

  • на автоматические;
  • на ручные.

Автоматические аппараты устанавливаются в сетях с нестабильным напором. Устройства оснащены датчиками, которые автоматически включают электродвигатель при снижении давления в сети.

При ручном управлении аппарат включается и выключается принудительно. При этом необходимо следить за наличием воды в системе и температурой электродвигателя, чтобы избежать его перегрева.

Допустимая температура воды в трубах

Повысительные насосы для системы отопления должны работать при температуре до +90 °C. Большое количество моделей, представленных на рынке, выдерживают температуру лишь до +60 °C. Такой аппарат, установленный в трубе отопления, быстро выйдет из строя.

Справка! При покупке повысительного насоса обращайте внимание на диапазон его рабочих температур.

Способ охлаждения

  1. с сухим ротором;
  2. с мокрым ротором.

В моделях первого типа перекачиваемая жидкость с ротором электродвигателя напрямую не контактирует.

Крыльчатка и электрическая часть двигателя разделены двумя уплотнительными кольцами, которые автоматически поджимаются с одной стороны пружиной, с другой — давлением воды.

В результате образуется герметичное соединение, не позволяющее воде попасть в электродвигатель. Охлаждение электродвигателя обеспечивается алюминиевым оребрением в небольших моделях или дополнительным вентилятором в крупных.

Внимание! Коэффициент полезного действия приборов первого типа достигает 80%, но работа охлаждающих вентиляторов сопровождается шумом.

В моделях второго типа ротор электродвигателя напрямую контактирует с перекачиваемой жидкостью. Корпус электродвигателя со статором герметичен, а ротор с закрепленной на нем крыльчаткой находится непосредственно в перекачиваемой среде. Вода в данном случае играет роль смазки и охладителя.

Важно! Модели второго типа работают практически бесшумно, но их КПД — 50—55%.

Установка

На трубопровод насосы устанавливают:

  • горизонтально;
  • вертикально;
  • в любой из этих позиций.

Рекомендации по выбору

При выборе повысительного оборудования необходимо обращать внимание на следующие правила:

  1. Мощность устройства определятся нагрузкой тепловой сети, которую оно предназначено обслуживать.
  2. Допустимый уровень шума, издаваемого насосом, зависит от места установки. Жилые дома требуют установки тихих моделей, в подсобных помещениях этот показатель менее важен.
  3. ? Выбор прибора зависит от диаметра труб, на которые он устанавливается.
  4. Использование различных переходных штуцеров переменного сечения снижает эффективность работы системы отопления.
  5. Максимально допустимая температура работы насоса не может быть ниже рабочей температуры системы отопления (до 90—95 °C).
  6. ? Размеры аппарата определяют выбор места его монтажа.
  7. Производительность агрегата должна соответствовать параметрам системы отопления.

Подбор мощности

В закрытой сети отопления частного дома нормальное значение давления составляет 1,5—2 атмосферы. Такое давление создается при помощи штатного циркуляционного насоса. В открытой отопительной сети, работающей при естественной циркуляции теплоносителя, давление не превышает 1 атмосферы. Тогда для правильного функционирования некоторых элементов сети необходимо это давление повышать.

Исходное значение мощности при выборе устройства — разница между существующим давлением в сети и давлением, необходимым для работы нужного элемента. Например, для функционирования теплого пола необходимо давление в 2 атмосферы, а давление в сети — 1 атмосфера. Тогда перед теплым полом устанавливают повысительный насос, увеличивающий давление в нем на 1 атмосферу.

Читайте также:
Поможет сделать ванную оригинальной

Если полученным параметрам отвечают несколько различных моделей, то выбирают прибор с максимальным КПД.

Внимание! Излишняя мощность насоса приводит к большой нагрузке на элементы отопительной сети и их быстрому износу.

Установка в систему отопления

При установке нужно учитывать следующие вещи.

Выбор места и разметка

Эффективность работы насоса зависит от правильности его подключения. Если установить аппарат на общую магистраль, то давление повысится на всех ветках сети отопления.

На отдельных участках давление повысится незначительно, потому что общий объем труб создает слишком большое сопротивление.

Для значительного увеличения давления потребуется агрегат большей мощности, что отрицательно скажется на энергопотреблении и бесшумности.

Внимание! Эффективность работы повысительного насоса, установленного в общую магистраль, невелика.

Более предпочтительный вариант — установка агрегата непосредственно перед тем элементом, которому требуется поддержка давления:

  1. перед котлом отопления;
  2. перед системой теплого пола;
  3. перед удаленной веткой системы отопления.

В других местах сети давление не изменяется. Даже установка нескольких отдельных агрегатов может оказаться более выгодной, чем монтаж одного мощного прибора.

Справка! Насос устанавливается в месте, позволяющем обслуживать устройство и, при необходимости, менять его.

В выбранном месте трубы размечается участок, в который будет выполнена врезка. Его длина определяется размерами аппарата с учетом переходных штуцеров и запорных кранов. Запорная аппаратура необходима для того, чтобы в дальнейшем имелась возможность легкой замены насоса при выходе его из строя. Запорные краны ставятся по обеим сторонам патрубков, образуя напорный узел.

Как выбрать насос повышения давления

Когда вы открываете расходный кран в своем жилище, чтобы, просто, напиться воды, а из него течет вялая струйка, то вам на ум сразу приходит мысль установить в магистрали водообеспечения насос повышения давления.

Достаточность водного давления в трубах – залог нормальной жизнедеятельности человека, проживающего в частном коттедже, на даче или в квартире многоэтажки. Это очень важно для безаварийной работы бытовых гидравлических машин и деталей сантехнического оборудования. Это одно из очень важных условий вашего комфортного проживания и долговечности дорогостоящего водного оборудования вашего жилья.

Для нормальной работы основных моделей бытовых гидромашин и сантехнических узлов достаточно величины давления воды в трубопроводах от 2-х до 4-х бар. Если на выходе из заборных кранов у вас периодически или постоянно недостаток этих показателей, то вам следует разобраться в причинах этого дефицита и при необходимости установить у себя индивидуально или в коллективном пользовании повысительные насосы.

Ниже мы опишем основные требования по проверке работоспособности вашего водопровода, критерии выбора соответствующего оборудования, рассмотрим различные типы насосов повышения давления воды в магистралях от разных производителей.

Основные вопросы, раскрытые в этой статье

  • Сравнительная шкала технических характеристик водяного давления в насосах различных типов.
  • Возможные причины дефицита водного давления в магистралях.
  • Типы насосов повышения давления воды в трубопроводах.
  • Читаем инструкцию и устанавливаем насос.

Сравнительная шкала технических характеристик водяного давления в насосах различных типов

Мировые производители насосов используют для напорных характеристик насосов разных типов следующие единицы измерения давления воды:

Для быстрых примерных бытовых расчетов подходит приблизительные соотношения этих величин:

На практике, для нормальной эксплуатации бытовой гидротехники с автоматикой, пользования кранами расхода и работы санузлов, работы газовых колонок и котлов достаточно поддерживать давления воды в трубопроводах в пределах 2-4 бар для всех основных моделей бытовых водных устройств.

Возможные причины дефицита водного напора в магистралях

Недостаток величины давления воды в ваших трубопроводах для квартир многоэтажек может быть из-за нескольких причин:

  • Суточное колебание давления воды в водопроводе из-за периодичности пользования ресурсом жильцами дома;
  • Нехватка расчетных мощностей общепользовательского насосного оборудования от обслуживающей организации;
  • Временные отложения ржавчины и солей внутри трубопровода, закупорившие тело водяного стояка:

  • Засор водных фильтров очистки в системе подключения водного снабжения:

В подобных случаях следует опросить соседей по этажу и жильцов верхних и нижних этажей многоквартирного дома, чтобы выяснить, какой напор воды обычно бывает в их квартирах. Таким образом вы можете выявить локальную причину малого давления в вашем конкретном случае. Уже можно будет принять правильное решение по устранению этих неполадок или остановиться на варианте покупки насоса высокого давления воды индивидуально или общего пользования, согласовав этот вопрос с другими жильцами подъезда (стояка) многоэтажки.

В частном доме эти причины аналогичного типа. Но могут быть разные добавочные причины малого давления воды в вашем трубопроводе:

  • Большое расстояние от основного насоса подачи воды;
  • Чрезмерное возвышение строения и расположения расходных кранов над уровнем установки насоса;
  • Несоответствие напорных данных силовой установки, с конкретной схемой размещения силовых и расходных агрегатов и прочее.

Типы насосов повышения давления воды в трубопроводах

На практике повышать давление в водной артерии можно при помощи 2-х всем хорошо знакомым типов насосов:

  1. Врезкой в магистраль водоснабжения циркуляционного насоса с мокрым или сухим ротором;
  2. Установкой в магистраль дополнительного самовсасывающего силового агрегата или автоматической насосной станции на основе данного типа насоса.

Схемы примерного подсоединения насосов повышения давления разного типа:

Циркуляционные электронасосы помогают в случаях, когда требуется увеличить давление воды в трубопроводе при стабильной подаче, но малом напоре, достигающем не боле 1 – 1.5 бар. В многоэтажных домах с помощью такого типа насосов навряд ли получится создать достаточно стабильный напор для всех жильцов стояка, даже, если установить 2 насоса и более. Этот вариант подойдет больше для индивидуального повышения напора воды в отдельной квартире. Это, так сказать, «домашний» вариант стабилизации напора.

Читайте также:
Оборудование для отопления: необходимые приборы, арматура, обвязка, теплоизоляция, короба, ключи, фанкойлы и радиаторы

По этой причине в многоквартирных домах с большой этажностью, лучше использовать самовсасывающий насос большей производительности или насосную станцию с соответствующей автоматикой по напору воды с собственным гидроаккумулятором.

При этом варианте вы не будете утруждать себя проблемами включения и выключения насоса, за вас это будет делать автоматика.

При установке любого типа насоса следует учитывать, что, если в кранах многоэтажки на верхних этажах временно вообще отсутствует хоть самое малое давление воды, то установка повышающего насоса не исправит это положение. Насосу требуется хотя бы минимальное давление воды, которое соответствует техническим ограничениям, чтобы повысить его до нужного уровня.

Если вы установили любой повышающий насос только в своей квартире, то учитывайте, что он будет создавать разряжающий эффект в общем трубопроводе до него. И в это разряженное пространство будет всасываться воздух. Хорошо, если насос будет защищен автоматом от «сухого» хода и не сгорит его двигатель, но он будет постоянно отключаться. При этом вы создаете в трубе общей подачи воды еще большее падение давления. Если вашему примеру последуют другие жильцы вашего подъезда или стояка, то это приведет к еще более плачевным результатам с водой и к настоящим «санкциям» от водопоставляющей организации.

Самовсасывающие насосы ограничены величиной подъема воды по высоте установки от зеркала воды в 7-8 метров (максимум 12). Большой резервуар для циркулярного насоса с запасом воды, вы тоже не сможете установить в квартире средней площади. Придется договариваться и кооперироваться с соседями, чтобы установить такую емкость на чердаке дома.

Самым грамотным и всеобъемлющим решением этих проблем может стать установка полноценной автоматической станции с самовсасывающим центробежным насосом. Силовое устройство должно быть большой производительности. Содержать собственный гидроаккумулятор максимально возможного объема и полную автоматизацию процесса подачи воды. Подсоединять эту станцию можно к подвальному коллектору общего стояка общей подачи воды или к автономному источнику. Только так можно создать требуемый напор воды на выходе из всех кранов и не усугублять ситуацию для соседей.

Выбираем насос повышения напора воды

Циркулярные насосы подразделяются на 2 группы:

Мы привыкли рассматривать циркулярные насосы только, как элементы систем отопления. Но у них есть более широкое применение.

  • Бытовые насосы с мокрым ротором. Они более компактные и бесшумные при работе. Им не требуется профилактическое обслуживание для смазки трущихся деталей, так как это происходит за счет обмывания водой вала ротора. Их легко и проще монтировать прямо в трубу водопоступления с помощью врезки и к ним не нужны дополнительные крепления. Но у этой группы насосов невысока производительность и низкие напорные показатели. Кроме того, эти агрегаты устанавливается с горизонтальным расположением оси ротора электродвигателя.
  • Циркулярные насосы с сухим ротором имеют асимметричную форму корпуса в сторону электродвигателя. Охлаждаются они за счет струи внешнего воздуха от специальной крыльчатки. Требуют дополнительного крепления к стене. У них более лучшие технические возможности по напору и производительности. Они требуют регулярной смазки трущихся деталей. Создают достаточно громкий шум при работе.

Обе группы подходят для холодной и горячей воды, но требуют постоянного ручного управления режимом включения/выключения.

Чтобы избавить себя от этого, нужно подобрать себе в работу циркулярный насос, оснащенный датчиком протока воды. Тогда запуск насоса будет происходить только при открытии расходного крана и наличии воды в магистрали.

Такой же эффект можно добиться с установкой отдельного датчика протока на любую группу циркулярных насосов. А при нестабильности давления в системе и недостаточности воды в водопроводе нужно будет установить дополнительно реле давления.

Некоторые популярные модели циркулярных насосов от мировых производителей:Grundfos (Грундфос) UPA 15-90:

Насосы циркулярные Jemix серий W15GR и WP:

Насосы повышения давления от бренда Wilo серий РВ и PW

  • Самовсасывающие центробежные насосы могут работать при повышении давления воды, как самостоятельно, так и в составе автоматических насосных станций.

  • Специализированные станции для повышения давления воды из магистральных водопроводов бренда Джилекс ВОДОМЕТ М служат для врезки в подводную часть индивидуальных источников. Они имеют дополнительно проточный фильтрующий блок для подачи уже очищенной питьевой воды:

Специально созданные насосные установки повышения давления воды от фирмы Grundfos: CMBE 3-62, 5-62, 1-44, 1-75, 3- 30, 3-93 и другие:

Читаем инструкцию и устанавливаем насос

Для решения проблемы с подачей воды вам не следует гнаться за какими-то запредельными показателями по давлению и производительности насосов. Вам достаточно добавить к имеющемуся давлению еще каких-то 1. 0 – 1.5 атм (10 – 15 метров над расходным краном).

Так что у вас не должно возникнуть вопросов как вам выбрать насос, какие характеристики у него должны быть. Достаточно просмотреть инструкцию данного изделия или прослушать рекомендации технического менеджера магазина, где вы решили купить установку. В описаниях насосов указаны все данные по их подключению к водной системе (схема подключения), есть правила по установке конкретного изделия и описано, что и как подключить в нужной последовательности.

В крайнем случае, обращаемся к квалифицированным специалистам за практической помощью по установке и настройке насоса на вашей даче, коттедже или многоэтажке.

Более детально о принципе работы перечисленных насосов, как работает их автоматика, вы можете узнать из статей на нашем сайте в рубрике «Полезно – Статьи»: или позвонив нашему консультанту.

Также мы советуем вам посмотреть видео по этой тематике и наглядно узнать, какой выбрать насос, как его правильно установить, что вам понадобится при его ремонте.

Рейтинг
( Пока оценок нет )
Понравилась статья? Поделиться с друзьями:
Добавить комментарий

;-) :| :x :twisted: :smile: :shock: :sad: :roll: :razz: :oops: :o :mrgreen: :lol: :idea: :grin: :evil: :cry: :cool: :arrow: :???: :?: :!: