Гелиотопление найбільш широко поширене в південних країнах. В більшості своїй абсорбована сонячна енергія використовується для постачання гарячою водою або для висвітлення, коли йдеться про сонячних батареях на фотоелементах. Пояснюється це просто: для високої продуктивності такої системи необхідна велика протяжність світлого часу і висока інтенсивність випромінювання.
У середніх широтах геліосистеми можна застосовувати для опалення будинку в якості додаткового джерела тепла.
Особливості експлуатації
Ефективність будь-якого гелиоустройства визначається ступенем інсоляції. Для середньої смуги Росії це означає, що найбільш продуктивною сонячна система опалення буде влітку, у період самого активного світила і самого тривалого перебування його на небосхилі. У зимовий період продуктивність істотно скорочується, тому використовувати як колектори, так і батареї можна тільки в якості альтернативного джерела тепла.
Однак навіть у цій ролі геліосистема скорочує витрати на обігрів майже на 30%. Влітку ж її можна успішно використовувати для постачання свого будинку гарячою водою, що теж є досить вигідним.
Сонячний колектор для лазні
Найпростіше пристрій, що відноситься до сонячного типу опалення, і завжди проводилося тільки своїми руками – це водний нагрівач для лазні. Для цього немудреного пристосування використовується оцинкована бочка, розташована з південної сторони на краше лазні. За добу саморобний агрегат здатний нагріти до 100 л води до 60 градусів.
Друге пристрій володіє дещо більшою ефективністю, і виготовляється своїми руками з частин старого холодильника.
Навіть така примітивна схема дозволяє без витрат забезпечувати будинок гарячою водою.
Виготовлення сонячного колектора для опалення
За приблизними розрахунками ефективність установки для опалення будинку повинна бути вище в 2-2,5 рази. Тому і робоча площа колектора і його пристрій буде складніше. Для виготовлення й установки типового плоского колектора своїми руками знадобиться досвід роботи зі зварювальним апаратом.
Пристрій нагадує радіатор, складений з вузьких металевих трубок, розміщених на дні скриньки. Трубки використовуються з тонкими стінками і мінімального перерізу, наприклад, 16*1,5 мм Як правило, матеріалом служить сталь, так як мідні трубки набагато дорожче, проте і ефективність у них вище.
На відео процес виготовлення сонячного колектора представлений більш докладно.
Монтаж геліосистеми
Другим важливим елементом системи є бачок-накопичувач. Для цього використовується бочка відповідної ємності – 200-300 л або більше. Бак потребує теплоізоляції: для неї виготовляється дерев’яний короб, бак поміщається всередину, а весь простір між стінками заповнюється теплоізоляційним матеріалом: пінопластом, тирсою, мінеральною ватою тощо.
Бак в коробі встановлюється на горищі будинку. Там же міститься аванкамера таким чином, щоб рівень води в ній виявився вище рівня води в накопичувачі на 1 м.
Виготовлені розміщуються колектори на даху будинку під кутом нахилу 25-35 градусів. Площина пристрою орієнтована на південний захід.
Всі елементи системи опалення з’єднуються трубами. Для виведення нагрітої води з бака і для підведення води до аванкамери використовуються труби меншого діаметра, так як тут потрібен великий напір. Інші частини з’єднуються трубами з великим діаметром.
Труби також слід теплоізолювати, щоб зменшити втрати при передачі тепла. На фото представлена змонтована геліосистема.
Принцип роботи
Промислові геліосистеми обладнуються спеціальними контролерами для спостереження за роботою. Описана вище досить проста установка зажадає температурного датчика, поплавкового механізму для контролю над рівнем води в аванкамери і механізму відключення нагріву.
Нагрівання води відбувається за рахунок безперервної дії радіаторного контуру: нагріта в трубах вода потрапляє в бак-накопичувач, а холодна з нього ж повертається в колектор.
При відборі води на господарські потреби, вода надходить з верхньої частини бака – там знаходиться нагріта рідина. Для компенсації в систему надходить холодна вода з водопроводу. Вона потрапляє в аванкамеру, а потім переміщається в нижню частину бака, тобто, не змішується з нагрітою водою, а майже відразу передається на колектор для нагріву.
Для опалення будинку вода набирається з бака-накопичувача. Взимку і восени, температура її, швидше за все, буде недостатньою, тому в систему включається електронагрівач або газовий котел, температурний датчик якого і буде контролювати температуру води в баку. В результаті вода буде нагріватися за рахунок роботи обох нагрівальних елементів, один з яких – колектор, діє постійно, але тільки в сонячні дні, а другий – котел або нагрівач, включається, коли спрацьовує температурний датчик.