Солнечный коллектор для бассейна

Типы коллекторов для подогрева бассейнов

Гелиосистемы для домашних и коммерческих искусственных водоемов делятся на несколько классов по типу конструкции и внутреннего устройства. На выбор гелиоколлектора влияет его производительность, способность аккумулировать и отдавать тепло, а также окупаемость оборудования.
Для нагрева воды используют несколько видов солнечных водонагревателей:

• По особенностям аккумулирующего элемента — гелиосистемы делят на:
  • трубчатые (вакуумные);
  • панельные;
  • пирамидальные;
  • и гибкие коллекторы.

• По различиям конструкции — существуют открытые и закрытые гелиосистемы. У каждого типа есть свои преимущества. В открытых коллекторах абсорбер, изготовленный из пластика и резины, не помещается под стекло. Как правило, гелиосистемы открытого типа предназначены для бытового подогрева воды в бассейне в летнее время года.
  Закрытые коллекторы, трубчатые и панельные работают вне зависимости от сезона (времени года). Абсорбер закрыт стеклом, что существенно снижает теплопотери и увеличивает эффективность нагрева воды.

Перед тем как сделать выбор следует разобраться в отличиях существующих гелиосистем, а также преимуществах, которые дает та или иная конструкция.

Трубчатые гелиоколлекторы

Главное различие гелиосистем в том, какой аккумулирующий элемент используется во внутреннем устройстве. Трубчатые солнечные коллекторы для бассейнов в качестве абсорбера используют вакуумные стеклянные колбы, состоящие из нескольких элементов:

• Полая стеклянная трубка — колбы в зависимости от конструкции выпускают одно и двух стенными. Во время производства из полости выкачивается кислород. Вакуум служит естественным и эффективным теплоизолятором.
• Медный стержень — играет роль теплообменника. Внутри циркулирует жидкий или газообразный теплоноситель.
• Сборный распределитель — к узлу подключается ряд трубок. Модуль перераспределяет нагретый теплоноситель, направляя его в накопительную емкость (чашу бассейна).

Вакуумные коллекторы остаются эффективными даже зимой и пасмурную погоду, что дает возможность продлить купальный сезон для открытых водоемов на несколько месяцев (с апреля по октябрь). После наступления глубокой осени трубчатый водонагреватель будет компенсировать около 20% тепловой энергии.

Панельные гелиоколлекторы

Еще один тип гелиосистем, используемых для коммерческого и бытового применения. Панельные коллекторы, хотя и имеют схожий принцип работы с другими солнечными водонагревателями, отличаются от них внутренним устройством, состоящим из:

• короб из алюминия;
• верхняя прозрачная панель из толстостенного стекла;
• абсорбер — металлическая пластина, с нанесенным селективным слоем;
• теплообменник, изготовленный из медных или алюминиевых трубок.

Абсорбер тесно контактирует с трубками, по которым циркулирует теплоноситель. После нагрева вода она подается в искусственный водоем. Плоские солнечные коллекторы для бассейнов особенно эффективны в ясную солнечную погоду. После наступления осени и в зимнее время года, теплоотдача панельной гелиоустановки снижается. Плоские водонагреватели рекомендуется использовать в регионах с умеренным и жарким климатом.

Пирамидальные коллекторы

Используются для бытовых целей. В летнее время года пирамидальная гелиоустановка даст достаточно тепловой энергии, чтобы прогреть воду для комфортных 23-25°C. Отопление бассейна с помощью пирамидальных гелиоводонагревателей используется редко, по причине низкой теплоэффективности.
Принцип работы гелиопирамиды следующий:

• установка подключается к насосной станции;
• роль абсорбера играют шланги с диаметром от 25-40 мм;
• вся конструкция ставится на отражатель;
• вода нагревается и принудительно закачивается в бассейн;
• гелионагреватель работает в постоянном режиме.

Пирамидальные коллекторы предназначены для бытового применения. Гелиоустановка имеет компактные габариты. Самостоятельно подключается к бассейну и насосу. Единственное неудобство — коллектор не разбирается, что достаточно неудобно при транспортировке.

Гибкие коллекторы

Визуально напоминают резиновый коврик. Относятся к типу открытых коллекторов. В резиновом солнечном водонагревателе предусмотрены каналы для циркуляции теплоносителя.
Гелиоколлекторы эффективно работают при солнечной погоде, быстро нагревая и поддерживая необходимую температуру воды в бассейне. Циркуляцию теплоносителя обеспечивает насосная станция, работающая в постоянном режиме.
Гибкие солнечные коллекторы для бассейнов легко транспортировать. При необходимости их просто сворачивают как коврик. Размеры резинового коллектора подбираются индивидуально по площади бассейна.

	Производительность			Коврик для нагрева воды от солнечной энергии
	Галлоны/ч	Литры/ч	м³/ч
Фильтр-насос		1,250	—
		2,006	—
	1,000	3,785	—
	1,500	5,678	—
Песчаный фильтр-насос	1,200	—	4,5

Как происходит нагрев бассейна солнечным коллектором

Несмотря на существующие различия во внутреннем устройстве, принцип работы всех гелиосистем идентичен. Солнечный коллектор для нагрева воды в бассейне работает следующим образом:

• абсорбируется тепло;
• при помощи аккумулируемой тепловой энергии подогревается вода, играющая роль теплоносителя;
• горячая жидкость сбрасывается не в накопительную емкость, а поступает в чашу искусственного водоема (бассейна);
• циркуляция теплоносителя для большей эффективности осуществляется принудительным способом (насосом).

Для подогрева воды в бассейне коммерческого назначения, лучше поставить солнечный водонагреватель трубчатого типа. Вакуумный гелиоколлектор будет особенно оправданным если планируется эксплуатация искусственного водоема в течение всего года. Полноценный обогрев бассейна от солнечных батарей невозможен, но компенсировать до 40% затрат гелиосистема вакуумного типа сможет достаточно легко.

Установка панельных водонагревателей оправдана если планируется подогревать воду только во время купального сезона. Обогреть бассейн гелиопанелями не получится, так как при наступлении зимнего времени года резко снижается теплоэффективность системы.
Для небольшого бассейна открытого типа лучше использовать пирамидальные и гибкие коллекторы.
Отзывы показывают, что теплопотери при нагреве воды искусственного водоема снижаются приблизительно в 2 раза, если использовать специальное покрытие в ночное время суток или в период, когда бассейн не используется.

Коллекторы для бассейнов заводского производства

В ассортименте представлены гелиосистемы, предназначенные для бытового и промышленного применения. Наибольшей популярностью пользуются следующие производители:

• Intex — компания, выпускающая аксессуары для купания в бассейне и открытых водоемах, и подогрева воды. В частности, налажено производство солнечных гибких коллекторов.
• Azuro — чешская компания, изготавливающая бассейны и все необходимое для их работы. В ассортименте продукции, присутствуют две линейки водонагревателей:
  1. Azuro Spiral — пирамидальные коллекторы, с общей абсорбирующей площадью 0,96 м²;
  2. Azuro Shelter — гибкие гелиоколлекторы, с возможностью установки как прямого развернутого полотна, так и арки. Абсорбируемая площадь 1,84 м².

• Kokido Keops — купольный коллектор, предназначенный для нагрева воды в каркасных и сборных бассейнах. Допускается подключение в единую систему 4 отдельных модулей. Гелиосистема справляется с подогревом 40 м³ воды.
• Sunheater — бренд американской компании SmartPool Inc. Гибкий гелионагреватель может устанавливаться на крышу или монтироваться на раму вблизи бассейна. Длина абсорбирующего полотна 6 м, ширина 0,6 м.
• Speck BADU BK — еще одна популярная модель гибкого солнечного коллектора. Гелиосистема увеличивает нагрев воды в бассейне на 10-15°C, после чего автоматически поддерживает температуру. Продукция отличается хорошим качеством сборки.

Описанные модели подходят для бытового использования. В коммерческих целях рекомендуется устанавливать полностью укомплектованные трубчатые или панельные гелиосистемы следующих производителей: Atmosfera, Sidite, Vaillant, SunRain, Viessmann, ЯSolar.

Как сделать коллектор для бассейна своими руками

Солнечный обогреватель пирамидального или гибкого типа стоит, начиная с 20 тыс. руб. Самодельный водонагреватель, с учетом покупки всех необходимых комплектующих, обойдется в 5-6 тыс. руб. Для бассейна легче всего сделать пирамидальный гелиоколлектор. Водонагреватель отличается простым внутренним устройством. Легок в сборке.
Для начала следует сделать расчет длины и диаметра труб гелиоколлектора для бассейна. Вычисления выполняются следующим способом:

• рекомендуемое значение скорости теплоносителя в гелиосистеме 0,4-0,7 м/с;
• длина рассчитывается с учетом того, что 1 м шланга (диаметром 25 мм) в солнечный день нагреет около 3,5 л горячей воды за 1 час. В таблице приводится количество солнечных часов для регионов с умеренным климатом:
  

  Январь		Май		Сентябрь
  Февраль		Июнь		Октябрь
  Март		Июль		Ноябрь
  Апрель		Август		Декабрь

Расчет коллектора приблизительный, на интенсивности нагрева могут отразиться климатические условия.
Пирамидальный солнечный водонагреватель для бассейна изготавливается:

• из полиэтиленовой чёрной трубы;
• из ПНД труб.

Каркас в виде елочки делается из дерева или металла. Крышка делается из поликарбоната или стекла. Солнечный коллектор для бассейна своими руками собирают по следующей схеме:

• трубу накручивают спиралью на каркас и фиксируют хомутами;
• между витками оставляют зазор в 1-1,5 см;
• шланг в месте ввода в солнечный водонагреватель для бассейна теплоизолируют.

Расчеты показывают, что 1 м² абсорбирующей поверхности пластикового солнечного водонагревателя будет достаточно для полноценного нагрева 1 м² площади открытого уличного бассейна.

Установка и подключение гелиоколлектора к бассейну

Гелиосистемы трубчатого и панельного типа должны монтировать специализированные бригады. Подсоединение к бассейну солнечных водонагревателей пирамидального типа и гибких коллекторов выполняется самостоятельно. Сборка выполняется по следующей схеме:

• определяется место расположения гелиоколлектора;
• пирамида устанавливается на отражающую подстилку;
• гибкий коллектор расстилают прямо на поверхность грунта, либо монтируют на кровлю;
• на подачу холодной воды из бассейна ставят насосную станцию;
• обратку подключают напрямую к чаше искусственного водоема.

Подогреть воду в бассейне зимой с помощью одного только солнечного коллектора не получится. Если планируется эксплуатация водоема в течение всего года, нужно установить основной источник тепла: газовый, твердотопливный или электрический котел. Гелиосистема в зимнее время года будет компенсировать затраты на тепло в пределах 10-20%.

Солнечный коллектор — водонагреватель для дома, бассейна

Солнечный нагрев воды в доме

Солнечную энергию для дома можно получать почти бесплатно и в довольно больших количествах. Почему не даром? Потому что, платить все же придется, но не Cолнцу, а производителям и монтажникам солнечных коллекторов.

Использование энергии Солнца в системах отопления и горячего водоснабжения частного дома, а также для нагрева воды в бассейне, по мере быстрого роста стоимости энергоносителей, становится все более выгодным. Срок окупаемости солнечного оборудования дома с каждым годом оказывается все меньше.

В странах Евросоюза установка солнечных коллекторов в новых домах является обязательной.

Чем дальше от экватора, чем больше пасмурных дней в году, чем выше загрязнение воздуха, тем меньше солнечной энергии падает на Землю.

Интенсивность солнечного излучения в южных регионах России, на территории Украины, южнее 52 о с.ш., составляет от 1000 до 1350 кВт*ч/м 2 /год.

В наших южных широтах наибольшая интенсивность солнечного излучения приходится на период с марта по октябрь. В это время потребность в отоплении дома минимальна. Поэтому солнечную энергию в основном используют для нагрева воды в системе горячего водоснабжения дома и для подогрева воды в бассейне.

В системах отопления частного дома солнечные коллекторы применяют реже — только как вспомогательные нагреватели к котлу. Расчеты и практика применения показывают, что использование солнечных коллекторов в системах отопления в наших широтах в большинстве случаев не окупает затраты на их установку.

Следует заметить, что срок окупаемости установок солнечного нагрева очень сильно зависит от стоимости топлива, которое используется в доме для отопления и нагрева воды в системе ГВС. Например, за 1 кВт*час энергии, поступающей из электрической сети, хозяин дома заплатит примерно в 10 раз больше, чем за такое же количество, полученной от котла на природном газе.

В домах, где для отопления или нагрева воды используется электроэнергия, или работают котлы на дорогих видах топлива, установка солнечных коллекторов будет наиболее выгодна.

Оснащение систем отопления и ГВС солнечным коллектором обойдется дешевле, если их установку предусмотреть сразу, на стадии проектирования и строительства дома. Переделки всегда обходятся дороже.

Солнечный коллектор для дома, бассейна

Солнечный коллектор — это аппарат, в котором энергия солнечных лучей преобразуется в тепловую энергию теплоносителя. Теплоноситель переносит тепло от солнечного коллектора к нагревателям систем горячего водоснабжения и отопления. В качестве теплоносителя используют воду или не замерзающие жидкости.

Солнечный коллектор может иметь разную конструкцию. Существуют три принципиальных схемы устройства солнечного коллектора.

Плоский солнечный коллектор

Солнечный плоский коллектор представляет собой металлическую пластину — абсорбер, которая поглощает падающее на неё солнечное излучение. К пластине прикреплены медные трубки, по которым течет теплоноситель.

Пластину абсорбера покрывают слоем никеля, черной меди или другим материалом с высоким коэффициентом поглощения солнечных лучей, но с низким коэффициентом тепловых излучения. Такое покрытие называют селективным.

Некоторые производители выпускают адсорберы из двух сложенных вместе металлических листов. В листах выдавлены канавки, из которых при соединении листов формируются трубки коллектора.

Солнечные лучи нагревает абсорбер, от него тепло передается теплоносителю, температура которого увеличивается.

Абсорбер с трубками устанавливают в теплоизолированный плоский корпус. Сверху корпус коллектора закрывают стеклом. Для улучшения теплоизоляции обычно устанавливают стеклопакет с двойным или тройным остеклением. Стекло должно выдерживать удары града.

Чтобы остекление и поверхность адсорбера не запотевали, в корпусе коллектора оставляют отверстия для вентиляции.

Пластина абсорбера в плоском коллекторе со стеклопакетом может нагреваться до 190 о С.

Панель солнечного водонагревателя с параллельным расположением труб

В плоском солнечном коллекторе трубы, по которым циркулирует теплоноситель, обычно располагают вертикально. Применяют две схемы разводки труб — параллельную и змейкой.

Параллельная схема расположения труб имеет маленькое гидравлическое сопротивление. Коллекторы с параллельными трубами применяют в схемах подогрева воды с естественной циркуляцией теплоносителя.

Панель солнечного водонагревателя с расположением труб змейкой

Укладка труб змейкой позволяет получить чуть больший тепловой эффект, но при этом резко увеличивается гидравлическое сопротивление системы.

Трубчатый вакуумный солнечный коллектор

Солнечный вакуумный трубчатый коллектор может состоять из нескольких десятков стеклянных труб, в которых создан вакуум. Внутри вакуумных труб находятся трубки с теплоносителем.

На нижнюю часть поверхности труб нанесено зеркальное покрытие, фокусирующее солнечные лучи. А верхняя часть труб покрыта селективным слоем, который пропускает солнечные лучи внутрь, но задерживает отраженное тепловое излучение изнутри стеклянной трубы.

Наличие вакуума значительно уменьшает тепловые потери, а зеркальное и селективное покрытия еще больше увеличивают эффективность коллектора.

Солнечный коллектор с тепловыми трубками

Солнечный коллектор с тепловыми трубками внешне похож на вакуумный трубчатый, показанный на рисунке выше. Отличия находятся внутри стеклянных вакуумных труб.

В каждой стеклянной трубе коллектора имеется другая, герметично закрытая со всех сторон трубка с легко испаряющейся жидкостью — тепловая трубка. Верхний конец тепловой трубки является частью теплообменника, в котором циркулирует теплоноситель контура солнечного коллектора.

При нагреве солнечными лучами жидкость в тепловой трубке испаряется. Пары поднимаются вверх и конденсируются на поверхности трубки, прикрепленной верхним концом к теплообменнику. Процесс конденсации сопровождается передачей тепла теплоносителю.

Конденсат в тепловой трубке стекает вниз, снова нагревается, испаряется — процесс повторяется и идет непрерывно.

В солнечном коллекторе с тепловыми трубками каждая стеклянная вакуумная труба может быть легко отсоединена и, при необходимости, заменена на новую.

Схемы подключения солнечного коллектора

В схемах отопления и ГВС с солнечным коллектором обязательно должна быть накопительная емкость — аккумулятор тепла. Связано это с тем, что процесс поступления тепла от солнечного коллектора не совпадает по времени и количеству с расходом тепловой энергии потребителями в доме. Солнечную энергию сначала накапливают в аккумуляторе тепла, а затем расходуют по мере необходимости.

Для накопления энергии, получаемой от солнечного коллектора, выгодно использовать накопительный бойлер системы ГВС или буферную емкость системы отопления. Для этого, устанавливают бойлер и буферную емкость с дополнительным теплообменником, к которому и подключают солнечный коллектор.

Теплоноситель в системе нагрева с солнечным коллектором

В системе нагрева с солнечным коллектором, которая работает только летом, в качестве теплоносителя используют воду. Системы на воде подходят для дачных домов сезонного проживания или летних бассейнов.

Для систем отопления и ГВС жилого дома, работающих круглый год, в качестве теплоносителя приходится использовать незамерзающие жидкости — антифриз на основе пропиленгликоля или минеральное масло.

Все жидкости — теплоносители при нагревании расширяются. Поэтому контур нагрева солнечного коллектора обязательно оборудуют расширительным баком.

В контуре с солнечным коллектором существует также опасность закипания жидкости — необходима защита от перегрева и установка предохранительного клапана.

Защита от перегрева контура солнечного коллектора обычно осуществляется путем выбора накопительного бака достаточно большого объема, способного поглотить излишки тепла.

Для удаления воздуха из контура коллектора устанавливают автоматический воздухоотводчик.

Для предотвращения опорожнения накопительного бака трубопровод холодной воды оснащают обратным клапаном.

Расширительный бак, воздухоотводчик, предохранительный клапан контура коллектора аналогичны тем приборам, которые устанавливаются на отопительном котле в доме.

Схема нагрева воды солнечным коллектором для дачного дома

Схема ГВС с естественной циркуляцией теплоносителя в контуре солнечного коллектора и с электрическим нагревателем в накопительном баке.

Для возникновения в контуре естественной и достаточно интенсивной циркуляции необходимо, чтобы дно накопительного бака было выше солнечного коллектора минимум на 0,5м. (чем больше — тем лучше). Кроме того, стараются уменьшить гидравлическое сопротивление в контуре солнечного коллектора. Для этого увеличивают диаметр труб и сокращают их длину.

В качестве теплоносителя используется незамерзающая жидкость.

Для подогрева воды в пасмурные дни накопительный бак имеет электрический нагреватель.

С целью уменьшения потерь тепла накопительный бак и трубопроводы защищают теплоизоляцией толщиной 50 мм.

Если бак устанавливают на холодном чердаке, то толщину теплоизоляции бака следует увеличить до 100 -150 мм. а трубопроводы с водой разместить под теплоизоляцией бака.

Для дачного дома с сезонным проживанием, только летом, можно контур солнечного коллектора выполнить без теплообменника в баке. В контур коллектора вода будет поступать из нижней части бака, нагреваться и накапливаться в верхней части бака. С наступлением холодов систему необходимо опорожнять от воды.

Эта простая и не дорогая система ГВС подойдет для дачных домов и небольших частных домов с отоплением твердотопливным котлом или печами.

Схема ГВС с солнечным коллектором и бойлером косвенного нагрева

Схема подключения солнечного коллектора к системе ГВС с накопительным бойлером косвенного нагрева и отопительным котлом с контуром ГВС.

Для подключения солнечного коллектора к системе ГВС с бойлером косвенного нагрева необходимо установить в доме бойлер с двумя теплообменниками.

К нижнему теплообменнику подключают нагревательный контур солнечного коллектора, а к верхнему — контур ГВС отопительного котла.

Если тепла от солнечного коллектора не хватает для нагрева воды, то включается в работу контур ГВС отопительного котла.

Установка циркуляционного насоса в контур солнечного коллектора позволяет установить коллектор в любое положение относительно бойлера, а также уменьшить диаметр трубопроводов.

Схему с бойлером косвенного нагрева удобно применять при отоплении дома газовым котлом.

Схема отопления и ГВС с солнечным коллектором и буферным баком — аккумулятором тепла

Схема подключения солнечного коллектора к системе отопления и ГВС с буферным баком — аккумулятором тепла и отопительным одноконтурным котлом.

Прочитайте статью «Схема отопления и ГВС с буферным баком — аккумулятором тепла» для того, чтобы узнать преимущества, особенности устройства и работы этой системы.

Солнечный коллектор присоединяют к теплообменнику, установленному в буферном баке — аккумуляторе тепла. К буферному баку подключают и контур отопительных приборов дома (на схеме не показан).

Тепловая энергия от всех источников — солнечного коллектора и отопительного котла, аккумулируется в буферном баке. Из буферного бака тепло расходуется и на подогрев воды в системе ГВС, и подается в контур отопления помещений дома.

Схема с буферным баком позволяет использовать солнечную энергию и для отопления, и для горячего водоснабжения.

Схема ГВС с солнечным коллектором и двумя накопительными баками

Схему ГВС с двумя накопительными баками используют при подключении солнечного коллектора к уже работающему оборудованию системы горячего водоснабжения в доме. Когда в уже установленном бойлере отсутствует теплообменник для подключения солнечного коллектора.

Покупка нового бойлера ГВС с двумя теплообменниками и замена старого часто не выгодна. Дешевле приобрести новый бойлер небольшого объема только для контура солнечного коллектора.

Схема подогрева воды для бассейна

Подогрев воды в бассейне можно производить по любой из первых трех схем, которые приведены выше.

Холодная вода со дна бассейна подается циркуляционным насосом по трубопроводу холодной воды в накопительный бак, бойлер или буферную емкость. Горячая вода возвращается обратно в бассейн.

Принудительная циркуляция воды в контуре бассейна обеспечивает перемешивание воды и равномерное распределение температуры по глубине бассейна.

Для бассейнов, работающих только летом, накопительный бак можно исключить из схемы подогрева. Роль накопительного бака может выполнять ванна бассейна.

Автоматизация систем отопления и ГВС с солнечным коллектором

Системы отопления и ГВС с солнечным коллектором обязательно оснащают приборами автоматики.

Автоматика необходима для согласованного управления работой нескольких источников энергии — солнечного коллектора, котла, электрического нагревателя, а также циркуляционных насосов.

Датчики измеряют температуру теплоносителя у источников нагрева, температуру воды в накопительном баке. Блок управления по заданной программе анализирует показатели датчиков и выдает команды на включение или отключение тех или иных источников нагрева, насосов и клапанов.

Человек имеет возможность задавать параметры регулирования — например, устанавливать максимальную температуру горячей воды.

Какой солнечный коллектор лучше выбрать

У каждого вида солнечных коллекторов имеется свой минимальный порог интенсивности солнечного излучения, при котором они начинают нагревать теплоноситель.

Плоский солнечный коллектор начинает греть при мощности солнечного излучения 70-90 Вт/м 2 . Для сравнения — если плоский коллектор не закрыт стеклом, то он начнет греть при мощности излучения более 200 Вт/м 2 .

Трубчатые солнечные коллекторы с вакуумными трубками начинают греть теплоноситель при мощности излучения более 20 Вт/м 2 .

Солнечный коллектор поглощает как прямое, так и рассеяное излучение Солнца. Общая интенсивность и соотношение разных видов излучения меняется в зависимости от времени года и суток, состояния облачности.

Например, в наших южных широтах максимальная мощность излучения в декабре около 80 Вт/м 2 , в апреле и сентябре 350 Вт/м 2 , а в июне 600 Вт/м 2 . Причем, летом доля прямого излучения составляет примерно 54%, а зимой только 30%.

Из приведенных выше данных можно сделать вывод, что для того, чтобы солнечный коллектор приносил в дом тепло круглый год, необходим трубчатый солнечный коллектор.

КПД плоского и трубчатого солнечных коллекторов

Мерой эффективности солнечного коллектора является его тепловой коэффициент полезного действия. КПД солнечного коллектора определяется как отношение количества полезной энергии, забираемой теплоносителем, к количеству энергии солнечного излучения, которое падает на поверхность коллектора.

КПД — коэффициент полезного действия для трех конструкций плоского и одного трубчатого солнечных коллекторов

На рисунке показаны графики зависимости коэффициента полезного действия — КПД, для трех конструкций плоского и одного трубчатого коллекторов. Это примерные характеристики при плотности потока солнечного излучения G=700 Вт/м 2 . По горизонтальной оси редуцированная (приведенная) температура, равная =dT/G, К*м 2 /Вт., где dT — разность между средней температурой теплоносителя коллектора и наружной температурой воздуха окружающей среды.

Анализируя графики, можно сделать следующие выводы:

Солнечный коллектор работает с максимальным КПД при маленьких значениях редуцированной температуры dT, в режиме с минимально необходимой температурой теплоносителя.

Причем, при малых значениях редуцированной температуры КПД у разных конструкций плоских коллекторов практически одинаков.

Плоский солнечный коллектор, который характеризуется графиком КПД с меньшим углом наклона к горизонту (линия I на рисунке), обеспечит нагрев воды при невысокой плотности лучистой энергии и довольно низкой температуре наружного воздуха — весной, осенью.

Плоский коллектор в летнее время, в условиях интенсивного солнечного излучения, имеет более высокий КПД, чем трубчатый. Для систем ГВС, работающих только в теплый сезон выгодно использовать плоские солнечные коллекторы. К тому же, плоский коллектор значительно дешевле трубчатого.

В условиях малой интенсивности солнечного излучения КПД трубчатого коллектора выше, чем плоского. Установка трубчатого коллектора может быть выгодна только для круглогодичного подогрева воды в системах отопления и ГВС, а также в северных широтах. Учитывая высокую стоимость трубчатого коллектора, его установка окупается далеко не всегда.

Выбираем солнечный коллектор для бассейна

С учетом сделанных выше выводов, для подогрева воды в летнем бассейне буквально на несколько градусов, можно выбрать любую конструкцию плоского коллектора. Эффективность при маленькой величине dT будет у всех конструкций плоских коллекторов примерно одинакова.

Выгодно использовать самые дешевые плоские коллекторы с пластиковыми абсорберами, которые могут вообще не иметь остекления.

Поскольку температура теплоносителя в коллекторе будет не намного отличаться от температуры наружного воздуха, то потери тепла при отсутствии стекла будут незначительными. Кроме того, из-за отсутствия стекла немного увеличится количество солнечной энергии, попадающей на адсорбер. Стекло всегда задерживает некоторую часть солнечных лучей.

Расчет размера солнечного коллектора

Из-за неравномерного поступления тепла от солнечного коллектора, в системах ГВС и отопления дома обязательно устанавливают еще один источник нагрева.

Производительность солнечного коллектора рекомендуется выбирать такой, чтобы от него получать не более 2/3 тепловой энергии, необходимой для горячего водоснабжения в доме. Использовать более производительные аппараты не выгодно — не окупятся.

Для горячего водоснабжения в доме достаточно выбрать солнечный коллектор площадью 1-1,5 м 2 в расчете на одного члена семьи.

Солнечный коллектор в системе отопления выбирают так, чтобы получать от него 20-30% тепловой энергии, необходимой для отопления. Размеры солнечного коллектора для целей отопления выбирают из расчета 0,3-0,5 м 2 площади коллектора на 1м 2 отапливаемой площади дома.

Для закрытого бассейна площадь солнечного коллектора может составлять 40% площади зеркала воды в нем.

В открытом бассейне воду нагревают солнечным коллектором площадью 70% от площади зеркала воды.

Пример расчета размеров площади солнечного коллектора

Выполним расчет размера солнечных коллекторов для дома с отапливаемой площадью 200 м 2 , в котором проживают 5 человек. В доме имеется крытый бассейн с площадью воды 30 м 2 .

Площадь солнечных коллекторов составит:

• Для нагрева воды в системе ГВС — 5-7,5 м 2
• Для системы отопления дома — 60-100 м 2
• Для подогрева воды в крытом бассейне — 12 м 2

Где можно установить солнечный коллектор

Солнечный коллектор можно установить в любом месте — на крыше, на стене, на земле. Важно только установить его под определенным углом к горизонту и на солнечном месте.

Но чаще всего коллектор устанавливают на крыше. Коллектор на крыше не занимает места на участке и получает больше солнечных лучей — там его ничто не затеняет.

На крыше коллектор устанавливают над кровлей. Существуют конструкции коллекторов, которые встраивают в покрытие крыши.

При установке в любом месте следует иметь ввиду, что аппарат требует обслуживания. Поэтому, необходимо продумать, как облегчить доступ к нему.

Кроме того, коллектор достаточно тяжелое устройство. поэтому стропила крыши или стена дома могут потребовать усиления их конструкции.

Лучше всего, установку солнечного коллектора предусмотреть сразу, на стадии проектирования и строительства дома.

Ориентация поверхности солнечного коллектора

Максимальное количество солнечной энергии коллектор будет получать, если его поверхность будет перпендикулярна направлению на солнце.

Направление на солнце постоянно меняется в зависимости от времени года и суток. Поэтому, коллектор устанавливают под некоторым углом к горизонту, который позволяет получать максимум солнечной энергии без изменения положения коллектора.

Солнечный коллектор, который будет работать круглый год устанавливают под углом к горизонту, величина которого примерно равна географической широте местности.

В зимний период, если есть возможность, лучше увеличивать угол наклона еще примерно на 15 о .

Если солнечный коллектор будет работать только летом, то угол наклона следует уменьшить до: географическая широта местности минус 15 о .

Плоскость солнечного коллектора должна смотреть по направлению на юг с точностью плюс-минус 15 о .

Трубчатые вакуумные коллекторы допускают большее отклонение от направления на юг. Они должны освещаться солнцем не менее шести часов в сутки.

Солнечный коллектор — водонагреватель для дома, бассейна
Солнечный коллектор — водонагреватель горячего водоснабжения частого дома — плоский, вакуумный, с тепловыми трубками. Схемы подключения солнечного коллектора с бойлером, с накопительным баком, для дачного дома, бассейна. Расчет размера площади, выбор ориентациии и КПД солнечного коллектора.

Подогрев бассейна — солнечный коллектор своими руками

Экология потребления. Усадьба: Существует несколько способов подогрева воды в бассейне. Монтаж некоторых из них вполне можно освоить самостоятельно. Эта статья расскажет, как сделать обогрев воды в бассейне своими руками, используя солнечную энергию

Среди различных решений задачи подогрева воды в бассейне своими силами, одним из оптимальных вариантов можно считать использование тепловой энергии солнца. Основным элементом такой системы обогрева является солнечный коллектор, процесс постройки которого мы и рассмотрим подробнее, на примере конкретного бассейна.

Бассейн, в котором будем делать систему обогрева воды, представляет собой ёмкость объёмом 10 м3, уже оборудованный системой фильтрации. Над ним выполнен купол из поликарбоната (была поставлена обыкновенная, подходящая по габаритам теплица). Закрытый бассейн меньше остывает в ночное время, а вода в нём чище — не попадает листва, насекомые и другой мусор. Учитывая наличие погружного насоса, было принято решение организовать подогрев воды без изменения действующей системы.

Принцип работы системы

Погруженный на дно бассейна электрический насос забирает холодную воду. По шлангу она подаётся в змеевик из металлопласта. Теплоноситель, проходя по трубам, нагревается от солнечных лучей и далее через другой гофрированный шланг подаётся обратно на дно бассейна, но с противоположного края.

На схеме показаны соединения коллектора и бассейна. Для выпуска воздуха предназначен воздушный клапан. От тройников коллектора к насосу протянуты гофрированные шланги минимально возможной длины — для снижения тепловых потерь.

1 — клапан выпускной; 2 — тройник; 3 — коллектор; 4 — тройник; 5 — кран на слив; 6 — кран на подводящий шланг; 7 — обратный клапан; 8 — погружной насос; 9 — бассейн

Для монтажа системы обогрева потребуются следующие инструменты:

№	Наименование материала	Количество
1	Деревянный брус 50х50 мм	38 м
2	Фанера 12-15 мм	5 кв. м
3	Труба металлопластиковая ½ дюйма	110 м
4	Крепёж для труб пластиковый	160 шт
5	Угол (папа-мама) для металлопласта	60 шт
6	Угол (мама-мама) для металлопласта	62 шт
7	Переход на штуцер ½ дюйма	105 шт
8	Клапан выпуска воздуха	1 шт
9	Тройник ½ дюйма	3 шт
10	Кран сливной ½ дюйма	2 шт
11	Обратный клапан	1 шт
12	Насос погружной производительностью 3-4 м3/час	1 шт
13	2 шланга гофрированных
14	Лист металлический	5 кв. м
15	Профиль алюминиевый 1200 мм	4 шт
16	Уголок стальной оцинкованный 50х100 мм	64 шт
17	Стекло 4 мм	4 куска
18	Нитрокраска чёрная	5-7 л
19	Доска 30х100	9 м
20	Гидроизоляция рулонная	5 кв. м
21	Плитка тротуарная толщиной не менее 40 мм	4кв. м
22	Саморезы
23	Лента уплотнительная сантехническая
27	песок
28	Герметик

Порядок выполнения работ

1. Выбирается место под установку коллектора по следующим параметрам:

• минимальное расстояние до бассейна;
• плоскость коллектора должна быть направленна на юг.

На размеченной площадке снимается дерновой слой. Выполняется песчано-гравийная подушка с обязательной трамбовкой. После чего стелется слой гидроизоляции и выкладывается тротуарная плитка.

2. Из бруса делается каркас, детали между собой соединяются через уголки.

3. На земле готовится рама щита и обшивается фанерой. Потом щит поднимается и закрепляется на каркасе.

4. По периметру (с помощью уголков) монтируются доски бортов с пазами под стекло. На фанерную плоскость крепятся листы металла. Теперь щит окрашивается чёрной краской.

Размечаются на плоскости коллектора места монтажа креплений металлопласта — расстояние между трубами около 45 мм. После установки креплений в них монтируются нарезанные металлопластиковые трубы. С помощью уголков и штуцеров собирается змеевик.

В бортах сверлятся два отверстия для выхода труб, на концах которых устанавливаются тройники. Собирается вся остальная схема водовода и проводится гидравлическое испытание. Затем весь змеевик покрывается чёрной краской.

5. По центру щита крепится опорный брусок и собирается каркас из алюминиевых профилей. Теперь нарезаются стекла нужных размеров, их периметр промазывается герметиком, и они кладутся в пазы профиля и деревянных боковин. В месте стыка четырёх листов стекла устанавливается фиксирующая накладка, а по бокам — куски уголков.

6. Для питания насоса внутри ставится влагозащитная розетка. Всё готово, остаётся включить насос и проводить практические испытания.

Выполненная система не оборудована какой-либо автоматикой, поэтому запускать и отключать её необходимо вручную. Перед посещением бассейна в целях безопасности подразумевается полное отключение электрической части.

В солнечный день температура воды на выходе из коллектора достигает 70–75 °C. При работе насоса 4–7 часов в день вода в бассейне прогревается до 25–30 °C. Если убрать из схемы обратный клапан, то возможна установка менее слабого насоса. Но тогда придётся вручную крутить кран на подающем шланге.

Изготовленная установка, конечно, требует доработок. Например, после насоса можно поставить электромагнитный клапан с управлением от таймера или фотореле. Но главный вывод этого проекта в том, что обогрев бассейна с помощью солнца — вполне реализуемая своими силами идея. опубликовано econet.ru

Сегодня можно позволить себе иметь бассейн (большой или маленький) на даче или в частном доме. Но с его появлением на дворе хлопот становится значительно больше и иногда они даже превышают то удовольствие, которое вы получаете от купания в своем бассейне. Самой главной проблемой здесь является температура воды, ведь не всегда она успевает прогреться под лучами солнца и стать комфортной для купания. Для того чтобы сделать процесс подогрева более комфортным и быстрым, необходим солнечный коллектор для бассейна.

Такое устройство необходимо для эффективного подогрева воды в бассейне. Но стоит оно довольно дорого. Поэтому многие предпочитают собирать его своими руками. Как сделать все правильно, чтобы это устройство для нагрева воды работало качественно, расскажет наша сегодняшняя статья.

Поговорим о коллекторе

Солнечный коллектор или водонагреватель сегодня широко используется для нагрева воды. Кроме этого с их помощью возможен и обогрев домов. Особенностью таких водонагревателей и коллекторов является то, что они в своей работе используют энергию солнца.
Данный тип приборов стоит достаточно дорого, поэтому многие сегодня задаются вопросом — «как сделать его своими руками для нагрева воды?». Что ж, давайте попробуем разобраться с этим вопросом. Начнем мы с того, что узнаем, какие на данный момент времени существуют конструкции таких устройств. Между собой варианты конструкции коллектора солнечного типа для нагрева воды отличаются:

• стоимостью комплектующих;
• перечнем материалов и их количеством, необходимых для сборки устройства своими руками;
• технологиями сборки.

Обратите внимание! Каждый тип конструкции солнечного коллектора работает по одному принципу, хотя для их сборки и понадобятся различные материалы.

Вариант конструкции коллектора

Подходя правильно к работе, можно соорудить своими руками солнечный водонагреватель, истратив на это минимум финансов и используя подручные материалы. При этом многие самодельные солнечные коллекторы, применяемые для подогрева воды, по своим техническим характеристикам не отличаются от заводских моделей, а иногда даже превосходят их.

Каково устройство прибора

Обогрев дома или подогрев воды (в том же бассейне) с помощью солнечного коллектора, который трансформирует солнечную энергию в тепловую, является самым оптимальным решением. Это устройство, которое в отличие от солнечных батарей, создающих электричество, обеспечивает нагрев непосредственного материала теплоносителя. Как раз поэтому солнечные коллекторы зачастую используются в качестве приборов для нагрева воды или обогрева помещений.
Сегодня существует два вида подобных водонагревателей: плоский и вакуумный.
Рассмотрим строение плоского водонагревателя. Плоский коллектор для подогрева воды имеет следующее устройство:

Плоский солнечный водонагреватель

• защитное стекло;
• медные трубки;
• поглощающая поверхность;
• теплоноситель;
• теплоизоляция;
• алюминиевая рама.

Теперь рассмотрим вакуумную модель. Ее сердцем является вакуумная труба. Она отвечает за поглощение света, который впоследствии преобразуется в тепло.

Вакуумный солнечный коллектор

Сама труба представляет собой две стеклянные трубка, которые вставлены одна в другую. При этом их торцы будут запаянными, а воздух выкачан. Трубка, которая находится внутри, необходима для поглощения света. Поэтому она окрашена в черный. Само стекло черной трубы изготавливается из специального боросиликата.

Обратите внимание! Боросиликат применяется для производства варочных поверхностей, устанавливаемых на кухне. Этот материал обладает высокой прочностью и вязкостью, что обеспечивает ему высокую устойчивость к трещинам.

Устройство вакуумного коллектора

Трубки, применяемые в вакуумном коллекторе, отлично защищены от разнообразных повреждений. Они изготавливаются со стандартной толщиной в 1,8 мм.
Тепловая трубка устройства осуществляет перенос тепла вверх. Она представляет собой изолированную коробку. В ней находится коллекторная труба. Сам коллектор необходим для вывода из трубок тепла. Его корпус делается из алюминия, что играет на руку при его монтаже в процессе сборки своими руками. Он герметичен и предотвращает попадание вовнутрь влаги.
В качестве утеплителя, а также термоизоляции здесь используется минеральная вата. Рама делается из алюминия или нержавейки. Выбор материала зависит от погодных условий и места размещения коллектора.

Рабочий процесс

Солнечный коллектор для нагрева воды под бассейн сооружается следующим образом:

• на подготовленную площадку укладываем змеевик. Для этого нарезаем брус и соединяем сего хомутами и с помощью саморезов;
• получившуюся конструкцию следует обшить фанерой;
• после этого сооружаем каркас;

Обратите внимание! Поскольку вес устройства будет достигать до 30 кг, то весь каркас следует делать прочным и способным без проблем выдержать такую массу. Здесь нужно учитывать вес стекла, снега, воды воздействие на конструкцию ветра и т.п.

Каркас для водонагревателя

• после этого собираем раму. Ее следует укрепить с помощью анкеров. С помощью таких крепежных элементов закрепляем на раме поперечные брусья. Сборка каркаса осуществляется по той схеме, которую вы выбрали для своего солнечного водонагревателя. От типа схемы не будет зависеть качество подогрева воды;
• когда каркас был выведен, всю платформу (и раму) следует выкрасить в черный цвет;
• закрепляем платформу на каркасе с помощью анкеров. При этом обязательно необходимо соблюсти угол наклона;
• далее проводим разметку на платформе в местах установки труб. Здесь устанавливаем пластиковые крепления. Все элементы конструкции обязательно выкрашиваем в черный цвет.

Обратите внимание! Для удобства окраски хорошо использовать баллончик черной краски или пульверизатор.

Установленная платформа с креплениями

После этого к собранной конструкции подключаем насос. Здесь нужно выбирать не особо мощную насосную установку. Это связано с тем, что вода через трубы должна течь медленно, чтобы успевать основательно прогреться. При этом трубы должны непосредственно выводиться в бассейн. Они должны выходить со дна бассейна.
Для того чтобы избежать теплопотерь, необходимо установить защитное стекло. Толщина стекла подойдет не менее 4 мм. После этого делаем тестовое подключение для проверки успешности и качества сборной конструкции солнечной батареи для нагрева воды в бассейне.

Готовый водонагреватель

Такой самодельный агрегат, использующий солнечную энергию, обойдется вам достаточно дешево. Его можно с успехом использовать для нагрева воды в течение всего теплого периода. При наступлении холодов всю воду следует слить из устройства солнечного водонагревателя, чтобы предотвратить ее замерзание внутри труб. Если этого не сделать, то возможно повреждение элементов конструкции, и вы уже не сможете воспользоваться ею на следующий год.

Рекомендации по сборке

Чтобы самостоятельная сборка солнечного водонагревателя пошла быстро и успешно, необходимо учитывать следующие рекомендации профессионалов:

• все оборудование, необходимое для сборки солнечной батареи для нагрева воды, не рекомендуется ставить на ровной площадке. Здесь следует вести прокладку труб для обратной подачи несколько выше, чем те трубы, которые предназначены для прямой подачи воды. В результате вы сможете избежать неприятной ситуации появления воздушных пробок. Из-за их появления происходит замедление подогрева воды в системе;
• для закрытого типа бассейнов надлежит устанавливать солнечный водонагреватель с южной стороны. При этом максимально допустимый угол наклона должен составлять 45 градусов;
• используя устройство вакуумного коллектора, допускается его размещение на плоской кровле при 15 градусах. Здесь следует ориентироваться на высоту солнца, а не на компасные показатели. В такой ситуации водонагреватель буде выполнять дополнительную роль в качестве теплоизоляции;

Обратите внимание! Размещение солнечного коллектора на крыше позволит обезопасить его устройство от перегрева.

Размещение устройства на крыше

• все элементы в агрегате должны быть герметично соединены между собой, чтобы предупреждать появление протечек;
• стекла между собой стыкуются алюминиевыми уголками;
• особое внимание нужно уделить прочности конструкции, чтобы она смогла выдерживать не только вес платформы, но в уровень снега, который будет на ней лежать в зимнее время года;
• трубы для водонагревателя следует выбирать качественные и прочные, чтобы они смогли прослужить довольно продолжительный период времени;
• чтобы самодельная конструкция проработала долго, необходимо правильно за ней ухаживать.

Беря во внимание эти рекомендации, ваша самодельная конструкция будет эффективно выполнять обогрев воды не один год.

Как видим, даже солнечные коллекторы можно относительно легко воплотить в жизнь своими руками. Чтобы конечный результат отвечал вашим ожиданиям, в процессе сооружения коллектора обязательно необходимо придерживаться рекомендаций и алгоритма сборки. Особое внимание здесь следует уделить выбору и подготовке места размещения устройства, ведь от этого будет напрямую зависеть эффективность подогрева воды, проходящей через трубы водонагревателя.