Опалення за допомогою Сонця – давня мрія людства, періодично страждає від надлишку сонячної енергії, то від її нестачі. Геліосистеми – спроба реалізувати це бажання на побутовому рівні.
Що таке геліосистема
У загальному випадку це пристрій, який дозволяє перетворити сонячну енергію в інший вид енергії. За цією ознакою системи класифікуються на два види.
- Система теплозабезпечення – установка, що реалізує технологію сонячного колектора. Конструкція перетворює світлову енергію в теплову, яка використовується для обігріву та організації постачання гарячою водою.
- Системи для енергозабезпечення – типовий представник – сонячна батарея, тобто сукупність напівпровідників, що перетворюють сонячну енергію в електричну.
Другий вид більш універсальний, але як зазначається у відгуках, альтернативні джерела енергії краще використовувати для опалення, так як останні вимагають меншої потужності.
Геліосистема для теплобеспечения складається з сонячного колектора, бака-акумулятора, теплоприемника і власне системи опалення. Передачу тепла забезпечує рух незамерзаючого теплоносія.
Колектори можуть бути двох видів.
- Плоскі панелі з абсорбуючого речовини, захищеного солярним склом і розташованого на термоизоляционном шарі. Незамерзаюча рідина – антифриз, циркулює по поліетиленовим або мідних трубок по колектору, нагріваючись, і передається в бак. На фото – плоский колектор на даху.
- Трубчастий або вакуумний – панель, набрана з трубок. Трубка подвійна: зовнішня частина прозора внутрішня покрита абсорбером, між ними знаходиться вакуум. Таке виконання дозволяє зберегти більше енергії – до 95%.
Особливості роботи геліосистеми
Як зрозуміло з схеми пристрою, джерелом енергії в системі є сонце. Звідси випливає, що найбільш ефективна геліосистема влітку, коли тривалість дня і інтенсивність сонячного випромінювання максимальні. У зимовий час ефект пристрою має мінімальне значення.
В силу цієї особливості використовувати сонячний колектор в якості основного джерела тепла взимку не рекомендується. Однак, при невеликій площі будівлі і високого ступеня утеплення геліосистема може постачати до 30% тепла, тим самим сприяючи економії інших опалювальних ресурсів.
Збільшити корисність пристрою можна, використовуючи його для гарячого водопостачання.
Робоча площа
Продуктивність колектора залежить від площі його робочого поля і ступеня освітлення. Площа визначається на основі річної навантаження: витрати на гаряче водопостачання, підтримку системи, запобігає конденсації, і так далі. Розрахунки можна виконати своїми руками: для цього найпростіше скористатися онлайн-послугою, вказавши кількість мешканців, рівень споживання гарячої води і кут нахилу, під яким можливо розмістити панель.
Для опалення в зимовий період геліополі – робоча площа апарату, має бути в 2– 2,5 рази більше. Більш точне значення може встановити фахівець, який враховує ступінь утеплення, особливості будівлі тощо.
Кут нахилу
Другий значимий фактор для продуктивності системи – розміщення щодо руху сонця.
- Сторона світу – південь, так як при будь-яких погодних умовах велику частину дня сонце розташоване на південній стороні небозводу.
- Кут нахилу – якщо є можливість вибирати розташування, то оптимальний кут – 60 градусів. Це положення забезпечує максимальне попадання сонячних променів на поверхню в зимовий час. Якщо вибору немає, то при нахилі менше 30 градусів рекомендується встановити вакуумний колектор, так як плоский, судячи за відгуками фахівців, себе не виправдовує. На фото – вакуумний варіант.
Принцип дії геліосистеми
Типова комплектація містить 5 обов’язкових компонентів:
- колектор – плоский або люльковий;
- насос для подачі води;
- бак-акумулятор – в ньому збирається нагріта вода;
- контролер;
- доводчик – як правило, електричний тен.
Пропонується два спосіб установки системи.
- Акумуляція – в цьому випадку нагріта рідина подається в бак-акумулятор, нагріває воду, яка при досягненні відповідної температури, надходить в подаючий трубопровід. У зимовий час нагрівання води недостатній, тому бак додаткові нагрівається і з допомогою котла або тенів.
- Подача в систему опалення – колектор з’єднується водонагрівачем, звідки нагріта до необхідної температури вода потрапляє в бак, а потім в трубопровід. Такий спосіб з’єднання більш вигідний, коли в системі діє котел опалення, так як в цьому випадку вода в бак потрапляє вже тепла, а значить, опалювальний котел витрачає менше тепла.
Геліосистема підтримує як радіаторну систему обігріву, так і підлогову.
Установка геліосистеми
Виготовляти своїми руками монтаж можливо тільки при наявності потрібного досвіду. Як правило, самостійно виконуються роботи по розміщенню системи на лазню або душові. Колектори найбільш зручно розташовувати на даху – краще інсоляція і менше небезпеки опинитися в тіні об’єктів, що саме по собі представляє складність і небезпека для життя.
- Апарати розміщуються на даху будівлі: плоскі укладаються на її поверхні, трубчасті рекомендовані встановити на опори. Справа в тому, що сніг на плоских апаратах не затримується, в той час як з вакуумних його потрібно буде очищати.
- Бак-акумулятор, насос і теплообмінник рекомендується встановити як можна нижче, дотримуючись ті ж умови для природної циркуляції, що і в звичайній водяній системі опалення. Якщо передбачається встановити насос, то розташування колектора не має особливого значення.
- В якості теплоносія рекомендується використовувати антифриз, так як взимку загроза замерзання води зведе нанівець всі переваги сонячного обігріву.
На відео демонструється встановлення колектора своїми руками.