Системы отопления коллекторные: Принципы работы коллекторной системы отопления, монтаж коллекторной системы

Коллекторная система отопления для дома

Однотрубная система предполагает движение теплоносителя вкруговую по одной трубе. Из нее теплоноситель забирается в радиатор, в нее же и возвращается. Ее единственное преимущество — низкая материалоемкость и, соответственно, затраты на комплектующие и монтаж. Однотрубную систему сложно отбалансировать и в процессе эксплуатации часто наблюдаются такие проблемы, как недогрев или перегрев отопительных приборов.

В двухтрубной системе теплоноситель подается по одной трубе, а возвращается по другой. Но есть варианты. Можно подавать теплоноситель непосредственно по трубе от котла без промежуточного оборудования, а можно и через распределительный коллектор. В последнем случае она называется коллекторная система отопления (или “коллекторно-лучевая”). Если в первом случае труба (или несколько труб) полностью охватывают весь дом, то при коллекторной системе  на каждую комнату идет своя ветка (луч). Поэтому она и называется лучевая.

Конструкция коллекторной системы отопления

Главная отличительная особенность такой системы заключается в том, что в ней установлен распределительный коллектор. Его еще называют гребенка.

Коллектор для отопления — устройство для распределения потоков жидкости (теплоносителя по контурам). В самом простом исполнении он включает две коллекторные балки и крепежные кронштейны. Коллекторная балка — круглая или прямоугольная труба с патрубками на торцах для присоединения к котельному контуру и по длине трубы для соединения с отопительными контурами. Балка может иметь патрубок на одном торце или на обеих. Во втором случае случае один патрубок присоединяется к котловому контуру, а второй предназначен для установки вспомогательной арматуры. Например, воздухоотводчика, байпаса, сливного крана.

В системах, где требуется подача теплоносителя с разной температурой (например, радиаторы и теплый пол), могут устанавливаться спаренные коллекторы на одном из которых будет смесительный узел.

В отличие от обычной системы, где теплоноситель по трубе от котла сразу идет к отопительным приборам, в коллекторной он сначала направляется в коллекторную балку подачи. Из нее через боковые патрубки он распределяется по контурам. По возврату в балку обратки он направляется обратно в котел на подогрев.

В коллекторной системе отопления осуществляется принудительная циркуляция теплоносителя с помощью насоса. В небольших системах движение теплоносителя обеспечивает котловой циркуляционный насос. В многозональных системах циркуляционные насосы устанавливаются на каждой ветке за коллектором. Для исключения их взаимного влияния (передавливания) между котлом и коллектором монтируется разделительная гидравлическая стрелка.

Коллекторный узел включает не только коллекторные балки, но и элементы обвязки. Обычно в нем присутствуют шаровые краны, термоманометры, воздухоотводчики, сливной клапан. Наличие циркуляционных насосов, термоголовки с термостатическими клапанами, сервоприводов зависит от сложности системы.

Чаще всего распределительный узел размещают в коллекторном шкафу. Там он скрыт, не портит визуальное впечатление от помещения и недоступен для посторонних.

Преимущества и недостатки коллекторной системы отопления

Лучевая система одна из самых прогрессивных на сегодняшний день и при устройстве отопления рекомендуется в первую очередь ориентироваться именно на нее. Рассмотрим ее преимущества и недостатки.

Преимущества:

• хорошо поддается автоматизации
  При установке коллектора оснащенного термостатическими вентилями и сервоприводами система отопления отлично автоматизируется. С термостатов и контроллера можно запрограммировать систему так, что она будет поддерживать в каждой отдельной комнате определенную температуру по часовым периодам.
• высокая эффективность, экономия энергоресурсов
  Это преимущество происходит от предыдущего пункта. Снижение температуры в помещении  на 1 ℃ снижает примерно на 4-5% затраты на отопление. Поскольку можно автоматически в присутствии жильцов поддерживать комфортную температуру, а при их отсутствии снижать ее до 15-17 ℃, то экономия может составить до 60% (по информации производителей автоматики DANFOSS, HERZ, TECH).
• большие возможности по размещению труб, скрытая разводка
  При устройстве коллекторной системы не требуется соблюдение никаких уклонов и использование труб больших диаметров. В большинстве от коллектора к радиаторам проходят пластиковые трубы диаметром ½”. Их легко спрятать (замонолитить) в пол. Они не видны и не портят интерьер. Труба к радиатору проводится по кратчайшему пути, что снижает теплопотери.
• система хорошо балансируется
  Грамотная балансировка системы отопления важный фактор ее экономичности. С помощью расходомеров и клапанов на коллекторных балках ее легко отбалансировать. Также возможности по балансировке предоставляет современное программное обеспечение к циркуляционным насосам ГРУНДФОС.
• удобство обслуживания
  С помощью клапанов на коллекторной балке можно отсечь одну или несколько веток для обслуживания или ремонта. С помощью шаровых кранов перед коллектором отсекается коллектор и все отопительные контуры.
• гибкость и масштабируемость
  При необходимости к коллектору можно добавить выхода или, если планируется добавление радиаторов в будущем, изначально смонтировать его с несколькими дополнительными (заглушенными).

Недостатки:

• большая материалоемкость
  С устройством коллекторной системы отопления дополнительно потребуется приобрести как непосредственно коллектор, элементы обвязки. Ввиду того, что к каждому радиатору идет отдельная ветка потребуется большее количество труб и фитингов.
• зависимость от электричества
  Системы с принудительной циркуляцией теплоносителя электрозависимы. Электричество требуется для питания циркуляционных насосов, трехходовых клапанов, контроллеров и т. п. Эта проблема решается с установкой ИБП или электрогенератора.
• выше стоимость монтажа
  При монтаже коллекторной системы требуется выполнить большее количество работ, что соответственно потянет увеличение стоимости монтажа. К тому же, к таким работам лучше привлекать высококлассных специалистов.

Тематическое видео по коллекторно-лучевой системе вы можете посмотреть ниже:

 

В общем, монтаж коллекторной системы отопления в доме выгоден и оправдан. Переплата за материалы и работу будет единоразовой, а экономия на энергоносителях постоянной. Инвестиции в лучшее вернутся максимум через несколько лет.

Коллекторная система отопления (лучевая)

Название системе отопления дано по наименованию наиболее важного элемента — коллектору. Другие названия — лучевая система отопления, гребенка или коллекторный блок. Основная задача коллектора — распределение теплоносителя, поступающего от котла, по разным контурам отопления. На коллекторе должно быть столько отводов, сколько будет в дальнейшем установлено радиаторов отопления в помещениях.

Использование коллекторной системы отопления обеспечивает равномерный прогрев всех радиаторов отопления, обеспечение равной температуры во всех помещениях. К каждой батарее ведет отдельная труба. Отток теплоносителя обратно к котлу проходит по отдельной магистрали.

В коллекторе можно выделить

• Один вход и один выход.
• Отводы, количество которых совпадает с числом батарей в здании или квартире.
• Для обеспечения равномерного прогрева и своевременного возврата теплоносителя к отопительному котлу устанавливаются циркуляционный насос, воздухоотводчик, расходомеры и комнатные термостаты.

Важные особенности лучевой системы отопления

Выбирая для отопления частного дома лучевую систему, учитывайте рекомендации специалистов:

• Для размещения непосредственно коллектора, насосной системы, арматуры, отключающей отдельные направления, используйте специальные шкафы. Это поможет скрыть от посторонних глаз многочисленные трубы, сделать помещение более привлекательным с эстетической точки зрения. Шкаф дополнительно защищает сложное и дорогостоящее оборудование от случайного или преднамеренного внешнего воздействия.
• Для вывода труб в нижней части шкафа делаются специальные отверстия.
• Для размещения коллектора или коллекторного шкафа выбирается место на стене, по возможности равноудаленное от всех батарей отопления.
• Оптимальный материал для трубопровода – металлопластиковые трубы диаметром 16 мм, отличающиеся значительной прочностью и гибкостью. При укладке под полом они с легкостью выдерживают вес бетонной стяжки. Дополнительная гарантия сохранности труб под весом бетона — использование теплоизоляционной пленки. Трубы, нагреваясь, неизменно будут расширяться. Если теплоизоляции не будет, неизбежен контакт с бетоном, приводящий к повреждению системы.

Монтаж коллекторной системы отопления в частном доме

Преимущества лучевой системы отопления

• Все батареи прогреваются за минимальное время и равномерно, благодаря индивидуальному подающему трубопроводу. Во всех трубах — теплоноситель с единой температурой.
• Эстетически привлекательный внешний вид. Трубы в большинстве случаев прокладываются под полом и бетонной стяжкой. В комнатах или кабинетах находятся только радиаторы и небольшие участки трубопровода: прямого и обратного.
• Ремонтопригодность. Если выявлена течь в одной из труб, можно обойтись без отключения всей системы. Это касается и трубопроводов (подводящего и отводящего), и радиаторов, и запорной арматуры. Достаточно перекрыть кран, ведущий к отдельной батарее и проводить ремонт. В помещении не снижается температура, микроклимат остается максимально комфортным.
• В каждой комнате или кабинете можно установить индивидуальную температуру, устраивающую ее владельца. Если помещение временно не используется, отопление можно поддерживать на минимальном уровне, достаточном, чтобы система не замерзла. Налицо — экономия газа.

Остались вопросы?

Задайте вопрос инженеру
отопительных систем по телефону:

+7 (3452) 979-414

или приезжайте в офис:
Тюмень, Московский тракт 120 к3 ст2

Коллекторная система отопления двухэтажного частного дома своими руками

Отопление влияет на комфортное и уютное проживание в доме. Поэтому к выбору обогрева своего жилища нужно подходить со всей серьезностью вопроса. Если ваш дом имеет два этажа, нужно более тщательно подумать о системе отопления двухэтажного частного дома и о схемах разводки труб, ведь жидкость будет подниматься на второй этаж.

Обогрев дома – это сложный и трудоемкий процесс, в котором есть множество элементов, от котла до радиатора. Если все элементы будут правильно подобраны, только тогда отопительная сеть будет выполнять свои функции на 100%.

Какие бывают виды схем отопления

Существует пять видов водяного обогрева дома:

• С циркуляциями естественной и принудительной;
• С горизонтальными и вертикальными стояками;
• Состоящие из одной или двух труб;
• С движущимися теплоносителями;
• С разводками нижними и верхними.

Самым отличным вариантом для 2-х этажного здания является коллекторная система схемы отопления с принудительным движением жидкости.

Помимо всех перечисленных элементов, в данную отопительную систему входят еще детали: насос, расширительный бачок и коллектор.

Преимущества коллекторной системы отопления двухэтажного дома

Данная система обогрева жилья имеет ряд достоинств. Благодаря насосу идет подача горячей воды равномерно. Распределяется теплоноситель равномерно по всей системе, что создает одинаковую температуру во всем доме. С помощью коллектора получается верная разводка труб и воды.

Благодаря этому есть возможность настраивать и измерять температуру в каждой отдельной батарее. Все жильцы могут установить комфортную для каждого температуру и это не как не отразится на температурном режиме других комнат.

Как устроены коллекторы для систем отопления двухэтажных частных домов

С помощью труб коллектор подсоединяется к радиаторам отопления.

Обязательно нужно создание принудительной циркуляции в сети, которая обеспечивается при помощи специальных насосов.

Тогда теплоноситель будет прогреваться равномерно, и температура будет одинакова по всему дому.

 

 

Конечно, небольшая разница будет на входе и выходе отопительной системы, но она будет минимальна. Большой плюс этой схемы обогрева в том, что при этом экономятся материалы и в итоге получается довольно простая отопительная система.

Какие трубы используют для коллекторной системы отопления двухэтажного дома

При монтаже отопительной системы нужно знать о трубах и других элементах. Ассортимент очень разнообразен, а не так давно пользовались только стальными трубами, но сейчас они не актуальны из-за высокой стоимости, сложного монтажа и недолговечности.

Их сменили медные и металлопластиковые аналоги, которые долговечны, и легки в монтаже и работе.

Для того чтобы отопительная система хорошо работала, используют следующие устройства:

• Вентиля для регуляции подачи горячей жидкости;
• Кран Маевского, который устанавливают на самих батареях для выпускания воздуха из сети отопления;
• Запорная арматура, благодаря которой можно закрыть подачу воды на конкретный радиатор;
• Различные датчики, которые контролируют все этапы в отопительной системе двухэтажного частного дома.

Все эти устройства нужны для эффективной работы системы обогрева помещения. Конечно, необходимо будет вложить денежные средства в отопление, но придется это сделать всего один раз, а потом комфортно и уютно проживать в доме.

Как сделать самостоятельно коллекторную разводку

Для того чтобы самостоятельно сделать коллекторную разводку труб, необходимо знать алгоритм работ. Для начала нужно выделить место для установки котла, например цокольный этаж. Желательно поставить его на стяжку из бетона 5 см. Монтаж начинаем с выбора труб, советуем взять трубы диаметром 32 мм. Затем на трубе, которая будет подавать воду, устанавливаем расширительный бачок, например закрытого типа.

На обратную трубу монтируем насос для циркуляции теплоносителя. Коллекторы ставим на основной трубопровод, где каждый отвод снабжен запорной арматурой и закрепляем.

Далее делается разводка в каждой комнате, можно пользоваться трубами диаметром 15 мм. Устанавливаем кран на обратной трубе, чтобы осуществлять подпитку сети отопления. Соединяем стояки с радиаторами металлопластиковой трубой. Теперь вы знаете все о системе обогрева двухэтажного дома и даже можете сделать коллекторную систему отопления своими руками. Данная система отопления является превосходным вариантом для обогрева 2-х этажного коттеджа. Именно она обогреет большое помещение, очень удобна и практична.

 

Радиаторное, коллекторное отопление или теплый пол – что выбрать?

Содержание:

Радиаторное водяное отопление

Однотрубная система

Двухтрубная система

Коллекторное отопление

Водяная система «Теплый пол»

Для обогрева помещений жилых домов чаще всего используют водяные отопительные системы. Они бывают нескольких типов: радиаторные, коллекторные и системы «Теплый пол». Все отопительные системы имеют свои отличия, преимущества и недостатки. Выбор типа обогрева зависит от факторов – температуры наружного воздуха, материала, из которого выполнены ограждающие конструкции, толщины стен и теплоизоляции, назначения помещений прочее.

Радиаторное водяное отопление часто используют для создания оптимального микроклимата в жилых комнатах (зал, спальня, детская), а также кухни и санузла. Главное преимущество – относительная невысокая стоимость системы. Минус – не все радиаторы имеют привлекательный внешний вид.

Коллекторное отопление используют для обогрева больших помещений или домов. Преимущество – к одному котлу может быть подключено n – количество отопительных приборов. Коллекторы позволяют сделать хорошую разводку радиаторов. Минус коллекторной водяной системы обогрева – длительный, трудоемкий монтаж, требующий привлечения опытных, квалифицированных специалистов.

«Теплый пол» используют для отопления всех помещений квартиры или дома. Преимущество системы – дает возможность сэкономить (в разное время суток она потребляет различное количество энергии). Минус – затруднительный ремонт.

Радиаторное водяное отопление

Данная система обогрева есть самой популярной и относительно недорогой. Ее монтируют не только в жилых домах, но и офисах, производственных помещениях прочее. Монтаж системы довольно простой.

Принцип работы заключается в следующем — нагрев теплоносителя до нужной температуры происходит в котельной или другом тепловом пункте. После вода по трубопроводам поступает в радиаторы отопления. Теплоноситель нагревает приборы. После чего радиаторы отдают свое тепло на обогрев воздуха в помещении. По типу подключения отопительных приборов системы бывают – однотрубные и двухтрубные. Каждая из них также имеет свои преимуществ и недостатки.

Однотрубная система

Принцип работы однотрубной системы отопления с нижней подачей – подъемный стояк (трубопровод) подключается к основной магистрали снизу. По нему горячая вода подается вверх на каждый этаж дома. После чего теплоноситель переходит в обратный стояк. По трубопроводу остывшая вода попадает в обратную магистраль. Воздух, который попадает в систему отопления, выводится из нее с помощью открытия специальных кранов. Они установлены на радиаторах, которые расположены на последних этажах дома.

Плюсы:

• Экономичность. На монтаж данной системы требуется самая меньшая затрата расходных материалов.
• Безопасность. Однотрубная система имеет хорошую гидродинамическую устойчивость.
• Быстрый и легкий монтаж. Проектирование и установка однотрубной системыотопления не занимает много времени. Но все зависит от объемастроительного объекта.

Минусы:

• Сложность в регулировкитепла в отдельном отопительном приборе. Нельзя отключить от системыотдельный радиатор. В некоторых случаях это есть проблемой. Например,когда нужно снизить температуру воздуха в помещении или нарушенанормальная работа контура.

Двухтрубная система

В двухтрубных системах отопления подразумевается подключение к каждому радиатору трубопроводов подачи и обратки. Теплоноситель, который потерял тепло в одном отопительном приборе, не переходит к следующему, а возвращается непосредственно к котлу для нагрева. В итоге температура горячей воды на входе в каждый отдельный радиатор приблизительно одинаковая. Это позволяет использовать в системе отопительные приборы одних размеров ( в отличие от однотрубных систем).

Плюсы:

• Диаметры трубопроводов на подаче и обратке, а также при соединении отдельных элементов, намного меньше, чем в однотрубных системах. Это позволяет сэкономить место в помещении, где монтируется отопление.
• Хорошая эстетичность. Двухтрубные системы выглядят более привлекательно, чем однотрубные. Их можно монтировать как открытым, так и закрытым способами. Двухтрубные системы отопления более удобны для установки под бетонную стяжку. При монтаже однотрубных, это есть проблемой.
• Надежность в эксплуатации. Правильно спроектированная двухтрубная система не боится высоких нагрузок, поэтому имеет длительный срок службы.
• Практичность. Простой уход и не привередливость в эксплуатации позволяют использовать данное радиаторное отопление в различных помещениях (не только жилых).

Минусы:

• Затраты на материалы. В сравнении с однотрубными системами, здесь, конечно, нужно потратиться. Но результат стоит этого. Двухтрубная система отопления надежная в эксплуатации и служит длительное время без сбоев в работе.
• Длительный и трудоемкий монтаж. Срок установки определяется согласно объему работ, которые нужно выполнить. Также длительность монтажа зависит от квалификации специалистов, которые его проводят.

Горизонтальные двухтрубные системы бывают с нижней и верхней разводкой. В первом случае, есть преимущество – участки системы отопления могут вводиться в действие по этапам, то есть по ходу возведения этажей дома. Вертикальные двухтрубные системы могут применяться в домах со сменной этажностью.

Коллекторное отопление

В коллекторном отоплении каждый прибор имеет свою независимую подводку. Это дает возможность регулировать температуру отдельного взятого радиатора или вовсе исключить его из оборота теплоносителя (отключить). Узел системы – именно коллектор, который имеет вид гребенки. В нее входит главные магистрали подачи и обратки, и выходят второстепенные разводки трубопроводов. Коллекторная водяная система отопления может быть как одно-, так и двухконтурной.

Плюсы:

• Возможность настройки оптимальных параметров воздуха в помещении. То есть, каждый отопительный прибор контура управляется независимо и централизовано. Если в помещении стало жарко, по каким – либо причинам (пришло много гостей, появился дополнительный источник тепла прочее), температуру в радиаторе можно снизить, при этом не нарушить микроклимат в других комнатах дома. Вообще в разных помещениях можно создать разные температуры. Это позволяет сэкономить на энергоресурсах.
• Применение в монтаже системы трубопроводов малых диаметров. Каждая ветка, которая выходит из коллектора, живит один отопительный прибор или малую группу. Из этого следует, что напор в трубопроводах не очень высокий (но допустимый). Небольшой диаметр трубопроводов определяет хорошую эстетичность отопительной системы. Ее элементы не выпирают и не загромождают помещение.

Минусы:

• Большая затрата расходного материала при монтаже (в отличие от последовательной схемы подключения отопительных приборов в системе обогрева). Чем сложнее конфигурация подключения отдельных элементов, тем меньше экономия.
• Сам узел коллектора выглядит не эстетично, громоздко. Чтобы он сильно не кидался в глаза, его нужно прятать.
• В коллекторной системе отопления без монтажа циркуляционных насосов (на подаче и обратке) не обойтись. Силы гравитации для нормального обращения теплоносителя в контуре не достаточно. Покупка и установка циркуляционных насосов – это также не малые дополнительные расходы.
• Энергозависимость. Мало того, что циркуляционные насосы ударят по бюджету, так это еще не все. Внеплановое выключение света на поселке может привести к сбою работы отопительной системы, а в зимнее время – замерзанию теплоносителя внутри трубопроводов. Это все из – за того, что насосы питаются от электричества.
• Специалисты не рекомендуют монтировать коллекторные системы отопления в городских квартирах.

Производители предлагают на строительном рынке множество различных моделей коллекторов. Среди них есть приборы с максимальным набором элементов. Часть подачи теплоносителя оснащена расходомерами. С помощью этих приборов можно регулировать поток воды в контуре. Это делают для того, чтобы уравновесить давление в системе. Часть обратки теплоносителя оснащена термодатчиками. С помощью данных приборов регулируется температура в радиаторах отопления. Система позволяет автоматически контролировать нагрев каждого отопительного прибора. Термодатчики для коллекторной системы могут быть также разными. Часто используют латунные элементы с дюймовым проходом. Термодатчики имеют заглушки на обратке. Это позволяет, если возникла такая необходимость, подключить к системе дополнительные элементы.

Есть люди, которые изготавливают гребенки своими руками. Этого делать настоятельно не рекомендовано. Гребенки должны монтировать квалифицированные специалисты, которые имеют достаточно знаний и навыков, и выполнят работу согласно действующим на данный момент строительным нормам и правилам. После установки системы проводят гидравлические испытания. Игнорирование строительных норм и правил при монтаже приводит к негативным последствиям, вплоть до порывов системы и несчастных случаев.

Место для установки коллектора определяется на этапе проектирования отопительной системы. Если в доме несколько этажей, на каждом отводиться место для коллекторного блока. Чаще всего в стене делают для этого специальную нишу на небольшой высоте от уровня пола, но так, чтобы маленькие дети или животные не могли добраться в нее. Гребенка должна устанавливаться в помещении с допустимой влажностью воздуха (кладовая, коридор прочее).

Устройство может быть прикреплено прямо на стену, если оно монтируется в подсобном помещении или размещается в специально отведенном для этого шкафу (имеется ввиду металлический ящик с дверкой).

Водяная система «Теплый пол»

Теплый пол – система обогрева, которая представляет собой комплекс трубопроводов, уложенных под бетон. По ним циркулирует теплоноситель. Система «Теплый пол» может быть как основным источником подачи тепла в помещении, так и дополнительным (плюс к радиаторному обогреву).

Плюсы:

• Достижение оптимального микроклимата в помещении. Если теплый пол установлен в жилом доме, он порадует всех его жителей. Их ноги будут всегда находиться в тепле. Пол прогревается до 22 С. Температура воздуха в помещении на уровне 1,7-1,9 м примерно 18 С.
• Защита от плесени и грибка в углах помещения. Так, как ограждающая конструкция (перекрытие) за счет работы системы остается теплой, сырость полностью пропадает.
• Удержание нормальной влажности воздуха в помещении.
• Простой уход. Радиаторы или другие отопительные приборы постоянно нужно протирать от пыли. Система «Теплый пол» — закрытая, и не требует уборки.
• Безопасность. В сильные морозы отопительная система работает по максимуму, поэтому радиаторы отопления могут иметь высокую температуру. Существует вероятность получить ожог от телесного контакта с отопительным прибором. В системах «Теплый пол» это исключено, что добавляет комфорта пользователям при эксплуатации.
• Есть возможность саморегуляции теплообмена в помещении за счет работы данной системы.
• Эстетичность. Как уже говорилось, теплый пол скрыт, поэтому он не бросается в глаза и не влияет на дизайн, интерьер помещений.
• Большая экономия денежных средств. Система «Теплый пол» может работать в разных режимах. Это позволяет сэкономить на отоплении до 30%, если сравнивать с радиаторным обогревом.
• Универсальность. Данную систему отопления можно устанавливать как в жилых комнатах, так и санузлах, кухнях, балконах и лоджиях прочее.

Минусы:

• Нет возможности монтировать теплый пол в подъездах, на лестничных клетках. Для полноценного обогрева системе не хватает мощности.
• Запрещено подключать теплый пол к центральному отоплению в многоквартирных домах. Причина – значительное увеличение гидравлического сопротивления системы обогрева.
• Комфорт, отсутствие пыли и сквозняков, благоприятный микроклимат в помещениях делают теплый пол достаточно востребованной системой отопления для монтажа в жилых домах и гражданских строениях. Его используют в квартирах, офисах, школах и ВУЗах, больницах и санаториях, промышленных складах, торговых центрах, банках прочее.
• Правила, которых стоит придерживать при монтаже системы:
• Проектирование «теплого пола» лучше доверить профессионалам. Они рассчитают теплопотери каждого помещения дома отдельно и определят необходимые параметры воздуха для комфортного проживания людей.
• Перед монтажом системы, половую поверхность необходимо выровнять. Это делают для того, чтобы теплоноситель по трубам распределялся равномерно и создавал застоев.
• Если площадь помещения большая, систему «Теплый пол» лучше разбить на несколько участков. Таким образом, тепловая нагрузка на бетонную стяжку будет меньше и можно не бояться появления трещин.
• Между участками системы и по периметру помещения нужно проложить депферную ленту. Она компенсирует температурные колебания бетонной стяжки.
• Выбор труб для системы отопления также играет важную роль. Для монтажа теплого пола чаще всего используют металлопластиковые или полипропиленовые трубы. Они имеют хорошие эксплуатационные характеристики. Они прочные и пластичные.
• Заливать систему «Теплый пол» следуют после ее монтажа и проведению гидравлический испытаний (опресовки).

Если в проектировании системы отопления пал выбор на пропиленовые трубы, стоит обратить внимания, что они должны быть армированными стекловолокном. Сам по себе пропилен имеет достаточно высокий коэффициент температурного расширения. Это может негативно сказаться на бетонной стяжке. Армирование труб стекловолокном устраняет эту проблему и продлевает срок службы отопительной системы. Теплый пол может иметь несколько контуров. В данном случае используют монтаж коллекторного узла с дополнительными, комплектующими устройствами.

Установка системы проходит в несколько этапов:

1. Разбивка помещения на оптимальные участки. Минимальная площадь каждой зоны – 40 м2.
2. Теплоизоляция ограждающей конструкции. Покрытие пола специальным защитным материалом.
3. Монтаж арматурной сетки и контуров трубопроводов.
4. Проведение опресовочных работ.
5. Заливка бетонной стяжки.
6. Отделочные работы. Теплый пол может монтироваться под ламинат, керамическую плитку, линолеум и другие покрытия.

Коллектор для комбинированной системы отопления: виды отопительных устройств

Нередко для модернизации системы отопления в частных помещениях стали применять коллекторы. Они помогают повысить производительность системы и ее надежность. С таким устройством эксплуатация обогрева удобнее, и проще проводить ремонтные работы.

Коллектор комбинированной системы отопления

Функционирование коллектора

Основная функция коллекторного оборудования – равномерная раздача теплых потоков, поступающих от нагревателей и возвращение остывших обратно к котельному оборудованию. Благодаря этому, отдельно расположенные ветки, теряют зависимость.

Устройство представляет собой систему распределения, состоящую из двух частей:

• распределительной ветки, отвечающей за подвод тепла;
• обратной гребенки, которая отводит теплоноситель к нагревателю.

Называется все это коллекторной группой. Распределительная ветка имеет несколько подключений, которые ведут к нагревательным элементам. При наличии таких вентилей есть возможность отключения контура на ремонт. Либо простая регулировка давления в системе по собственному желанию.

С целью повышения производительности и получения возможности контроля обогревом каждой комнаты, распределительную ветку можно задействовать также, для:

• спуска воздушных пробок;
• для слива воды;
• приборов, следящих за расходом;
• счетчика тепла.

Сборка коллекторного узла

Работа коллектора не сложная, горячая жидкость попадает в систему распределения гребенки, которая отвечает за дальнейшее продвижение по системе. После того как жидкость достигает середины коллектора, скорость течения падает, потому что диаметр увеличивается. В результате такой хитрости, жидкость быстро успевает распределиться по всем отводам.

Через патрубки вода разносится по контурам и движется к регистрам или по конструкции теплого пола. Такая процедура распределения, дает возможность прогреть все помещение равномерно.

Как только жидкость достигнет радиатора и отдаст тепло, она выходит с обратной стороны и отправляется по другой трубе в обратном направлении. Достигнув распределительного блока, вода подается на обратку, и после течет опять к теплогенератору.

Если использовать систему с коллектором в частном доме, то это будет самым лучшим вариантом. Единственным минусом является большая стоимость. В отличие от простой системы, оборудования на эту, понадобится гораздо больше денежных вложений.

Разновидности коллекторов

Проектируя закрытую отопительную систему, применяются коллекторы трех видов. Смотря, с какой целью, будет применяться данное оборудование, их конструкции бывают такими:

• радиаторными;
• на солнечных системах;
• с гидрострелкой.

Остановимся на каждой конструкции отдельно, чтобы выяснить все достоинства и недостатки этих устройств.

Радиаторные коллекторные установки

Для смешанной системы отопления как нельзя лучше подойдет радиаторная коллекторная установка. Данный тип, является самым востребованным, по причине того, что ни одно жилище, оснащенное отоплением, не обходится без радиаторов. Коллекторная система распределяет потоки тёплой жидкости по системе.

Исходя из особенностей строения помещения, подключение коллекторов производится различными способами:

• присоединение сверху;
• подключение снизу;
• боковое подключение;
• диагональное присоединение.

Самое распространенное – это подключение снизу. Благодаря этому способу разводки, удается замаскировать трубы под полами. Согласно расчетам, в частных строениях, чаще применяется нижнее присоединение.

Радиаторы и теплый пол

Второй вид – на солнечных системах

Если район или улица не оснащена газом и количество солнечного излучения позволяет, то производится установка солнечных батарей. Солнечные батареи представляют собой устройства генерирующие энергию тепла из солнечного света. Жидкость циркулирует в них при помощи конвекции. Скопившееся тепло, отдается жидкости или воздуху. Дальше все распределяется по радиаторам и производится обогрев помещения. Конструкция данной системы имеет такой механизм, который заставляет двигаться батареи вслед за движением солнца.

Ввиду не маленькой стоимости устройства, солнечный обогреватель, использовать крайне невыгодно. Такое отопление больше применяется в качестве совмещения и комбинации с другими источниками обогрева.

Комбинированное отопление частного дома на солнечной системе

Коллектор с гидрострелкой

Мощные разветвленные системы отопления, проектируемые в помещениях имеющих большую площадь, оборудуются гидрострелками. Другое название гидрострелки – термогидравлический распределитель. Монтаж коллекторного узла производится таким образом, что с одной стороны гидрострелки подключается контур с котельным оборудованием, а с другой – радиаторы и система теплый пол.

При грамотном подборе и монтаже коллектора, гарантируется эффективное и надежное использование системы отопления. Данная конструкция позволяет снизить количество соединений. Именно по этой причине протечки в такой системе маловероятны.

YouTube responded with an error: The request cannot be completed because you have exceeded your <a href="/youtube/v3/getting-started#quota">quota</a>.

Загрузка…

Что такое коллекторная система отопления

Водяной теплый пол по праву завоевывает популярность среди владельцев новых домов и квартир, которым надоело радиаторное отопление. Люди отдают предпочтение инновационным теплотехническим решениям, которые позволяют им расслабиться на полвека, не задумываться о ремонте и неисправностях.

Современная коллекторная система отопления отопления работает по простому принципу: на поверхность монтируется гибкая труба, по которой движется кипяток или подогретая вода. Температура теплоносителя регулируется вручную, поэтому обеспечивать жилье теплом – комфортно, легко.

Как устроена коллекторная система отопления?

Любая коллекторная разводка труб соединяется с источником тепла – газовой котельной установкой или централизованным отоплением. Если подсоединить теплые полы к газовой котельной установке, не придется страдать от сезонности деятельности городских котельных, температурных скачков в системе и сбоев в давлении.

Основой современной системы являются контуры и узел смешивания воды. Контуры замуровываются в цементный раствор. Гибкий трубопровод изготавливается из металлопластика или шитого полиэтилена. Узел смешивания воды состоит из:

• водяного коллектора;
• насоса;
• термостата-смесителя.

Чем популярен водяной теплый пол

К «плюсам» этих новых систем отопления относятся:

• малозатратность установки;
• совместимость элементов системы с различными типами напольных материалов – его монтируют под керамикой, ламинатом, пр.;
• возможность автономной работы, подключения к централизованной системе, котлам;
• полноценная замена радиаторных отопителей с экономией пространства в комнатах;
• самостоятельная работа не зависит от стабильности подачи электротока.

К недостаткам относят:

• невозможность монтажа в доле квартир;
• ограничение регуляции нагрева при автономном режиме, полная невозможность самостоятельной регулировки при централизованном отоплении;
• риск затопления жилья при разрушении трубопровода.

Тонкости монтажных работ

1. Обогрев подвалов и комнат 1-х этажей нецелесообразен, поскольку здесь всегда имеются существенные потери тепла. Необходимо подкладывать под систему отопления теплоизолирующий материал.
2. Эффективность работы отопления упирается в свойства материалов, установленных над ним. Высокая теплопроводность улучшает эффект от работы теплого пола.
3. Цементная стяжка защищает контуры от разрушения, увеличивает площадь нагрева.

Зачем нужен коллекторный шкаф?

Соединение теплоснабжающей системы с трубопроводом осуществляется в коллекторном шкафу. Здесь же размещаются элементы для регулирования отопления – заглушки, коллекторы, вентили, краны, пр. Желательно сооружать такой шкаф ближе к центральной части помещения над поверхностью пола в стене. Нужно выдолбить отверстие 60×40х12 см. В него зайдут трубы подачи и возврата с запорными вентилями, соединение труб с циркуляционным насосом. Затем подключается коллектор, его вход соединяют с вентилем, а к боковым выходам монтируют фитингами металлопластиковые контуры.

ПОХОЖИЕ СТАТЬИ:

• Рекомендуем почитать —

Коллекторные системы отопления

При радиаторном отоплении варианты подключения отопительных приборов могут быть самыми разнообразными: нижнее, верхнее, диагональное, боковое, с внутренней циркуляцией. Наиболее распространена и предпочтительна нижняя подводка, где достаточно полно реализуются все преимущества металлополимерных (металлопластиковых и армированных полипропиленовых) трубопроводов, при этом трубы скрываются в конструкции пола или плинтуса.

В последнее время при выборе схемы системы отопления загородного дома предпочтение отдается коллекторной поэтажной разводке, а также ее комбинациям с однотрубной и двухтрубной системами. Трубы скрывают в конструкции пола, а коллекторы устанавливают в центре дома в нише стены или помещают в шкафчик (рис. 23). От коллекторов к каждому радиатору подводят трубы. Практически обязательным является создание принудительной циркуляции в системе, что достигается установкой одного или нескольких циркуляционных насосов. Это позволяет уменьшить разность температур теплоносителя на входе и выходе сети системы и тем самым повысить эффективность и регулируемость нагрева, а также избежать лишнего расхода материалов, упростить систему, сделать ее более компактной. Каждый отвод коллектора может быть снабжен своей запорной арматурой — шаровыми кранами, что позволяет в некоторых схемах отключить от циркуляции любой радиатор системы, никоим образом не влияя на работу других приборов отопления. Более того, каждый контур отопления, находящийся после коллекторов, это по сути самостоятельная система, которая может быть оборудована собственными насосами циркуляции, кранами и автоматикой.

Рис. 23. Коллекторы

Коллекторные схемы отопления чаще всего выполняются для двух- и однотрубных горизонтальных разводок и на сегодняшний день практически вытеснили тройниковые горизонтальные разводки.

Рис. 24. Двухтрубная лучевая горизонтальная разводка системы отопления

На главном стояке каждого этажа располагаются коллекторы, подающий и обратный. От коллекторов подающие и обратные трубопроводы подводятся под полом или в стене к каждому радиатору на этаже. Нужно стремиться к тому, чтобы каждое из колец было примерно одинаковой длины. Если это не так, то каждое из тепловых колец может быть снабжено собственным циркуляционным насосом и собственной автоматической регулировкой температуры теплоносителя, причем регулировка температуры на каком-либо тепловом кольце почти никак не отразится на других тепловых контурах. В связи с тем, что трубы отопления находятся в стяжке пола, необходимо на каждом радиаторе установить воздушные краны (рис. 24) или автоматический воздухоотводчик размещают на коллекторе либо воздухоотводчики устанавливают и на радиаторах, и на коллекторе.

Недостаток данной системы в том, что трубопроводы имеют большую протяженность.

При грамотном расчете системы отопления можно отказаться от радиаторов, при этом замкнутые тепловые кольца прячутся в конструкцию пола (рис. 25). Эта система отопления называется «теплый пол». Чаще всего она выполняется как дополнительная, но при правильном расчете может полностью заменить радиаторную систему отопления.

Рис. 25. Коллекторная система отопления «теплый пол»

Напольное отопление обеспечивает комфортные условия — тепловые потоки распределены по всей площади полов, а температура равномерно понижается по высоте помещения. При радиаторном отоплении температура воздуха, наоборот, повышается по высоте помещения, что вызывает сильную конвекцию воздуха, которая отрывает от поверхности пола пыль и поднимает ее вверх. При напольном отоплении естественное перемещение воздуха ограничено, в связи с чем пыли в доме будет меньше.

Источник: «Отопление дома. Расчет и монтаж систем » 2011. Савельев А.А.

Солнечные водонагреватели | Министерство энергетики

Солнечные водонагреватели — иногда их называют солнечными системами горячего водоснабжения — могут быть экономичным способом производства горячей воды для вашего дома. Их можно использовать в любом климате, а топливо, которое они используют — солнечный свет — бесплатное.

Как они работают

Солнечные водонагревательные системы включают резервуары для хранения и солнечные коллекторы. Есть два типа солнечных водонагревательных систем: активные, у которых есть циркуляционные насосы и регуляторы, и пассивные, у которых нет.

Активные солнечные водонагревательные системы

Существуют два типа активных солнечных водонагревательных систем:

• Системы прямой циркуляции
  Насосы обеспечивают циркуляцию бытовой воды через коллекторы в дом. Они хорошо работают в климате, где редко замерзает.
• Системы непрямой циркуляции
  Насосы обеспечивают циркуляцию незамерзающего теплоносителя через коллекторы и теплообменник. Это нагревает воду, которая затем течет в дом.Они популярны в климате, склонном к отрицательным температурам.

Пассивные солнечные системы водяного отопления

Пассивные солнечные водонагревательные системы обычно дешевле активных систем, но обычно не так эффективны. Однако пассивные системы могут быть более надежными и могут прослужить дольше. Есть два основных типа пассивных систем:

• Интегральные пассивные системы коллектора-накопителя
  Они состоят из накопительного бака, покрытого прозрачным материалом, позволяющим солнцу нагревать воду.Затем вода из бака попадает в водопровод. Они лучше всего работают в областях, где температура редко опускается ниже нуля. Они также хорошо работают в домохозяйствах со значительными дневными и вечерними потребностями в горячей воде.
• Системы Thermosyphon
  Вода нагревается в коллекторе на крыше, а затем течет через водопроводную систему при открытии крана горячей воды. Большинство этих систем имеют емкость 40 галлонов.

Резервуары и солнечные коллекторы

Для большинства солнечных водонагревателей требуется хорошо изолированный накопительный бак.Резервуары для хранения солнечной энергии имеют дополнительный выход и вход, подключенные к коллектору и от него. В системах с двумя баками солнечный водонагреватель предварительно нагревает воду до того, как она поступает в обычный водонагреватель. В системах с одним резервуаром резервный нагреватель совмещен с накопителем солнечной энергии в одном резервуаре.

В жилых помещениях используются три типа солнечных коллекторов:

• Плоский коллектор
  Плоские остекленные коллекторы — это изолированные, защищенные от атмосферных воздействий коробки, которые содержат темную абсорбирующую пластину под одной или несколькими стеклянными или пластиковыми (полимерными) крышками.Плоские неглазурованные коллекторы, обычно используемые для солнечного обогрева бассейнов, имеют темную пластину-поглотитель, изготовленную из металла или полимера, без крышки или корпуса.
• Интегральные коллекторно-накопительные системы
  Также известные как системы ICS или партии , они имеют один или несколько черных резервуаров или трубок в изолированном застекленном ящике. Холодная вода сначала проходит через солнечный коллектор, который предварительно нагревает воду. Затем вода поступает в обычный резервный водонагреватель, обеспечивая надежный источник горячей воды.Их следует устанавливать только в условиях умеренно-морозного климата, поскольку наружные трубы могут замерзнуть в суровую и холодную погоду.
• Солнечные коллекторы с вакуумными трубками
  Они представляют собой параллельные ряды прозрачных стеклянных трубок. Каждая трубка содержит стеклянную внешнюю трубку и металлическую трубку-поглотитель, прикрепленную к ребру. Покрытие ребра поглощает солнечную энергию, но препятствует тепловым потерям. Эти коллекторы чаще используются для коммерческих приложений в США.

Солнечные водонагревательные системы почти всегда нуждаются в резервной системе в пасмурные дни и в периоды повышенного спроса.Обычные накопительные водонагреватели обычно обеспечивают резервное копирование и могут уже быть частью солнечной системы. Резервная система также может быть частью солнечного коллектора, например, резервуары на крыше с термосифонными системами. Поскольку система накопления со встроенным коллектором уже накапливает горячую воду в дополнение к сбору солнечного тепла, она может быть укомплектована водонагревателем без резервуара или водонагревателем по запросу в качестве резервного.

Выбор солнечного водонагревателя

Перед покупкой и установкой солнечной системы водяного отопления необходимо сделать следующее:

Также ознакомьтесь с различными компонентами, необходимыми для солнечных водонагревательных систем, включая следующие:

Установка и обслуживание системы

Правильная установка солнечных водонагревателей зависит от многих факторов.Эти факторы включают солнечные ресурсы, климат, местные строительные нормы и правила и вопросы безопасности; поэтому лучше всего обратиться к квалифицированному подрядчику по установке солнечных тепловых систем.

После установки правильное обслуживание вашей системы обеспечит ее бесперебойную работу. Пассивные системы не требуют особого обслуживания. Для активных систем обсудите требования к техническому обслуживанию со своим поставщиком системы и обратитесь к руководству пользователя системы. Сантехника и другие обычные компоненты водяного отопления требуют того же обслуживания, что и обычные системы.Стекло может потребоваться в сухом климате, где дождевая вода не обеспечивает естественного ополаскивания.

Регулярное обслуживание простых систем может проводиться не чаще, чем каждые 3–5 лет, предпочтительно подрядчиком по солнечной энергии. Системы с электрическими компонентами обычно требуют замены детали или двух через 10 лет. Узнайте больше об обслуживании и ремонте солнечных водонагревательных систем.

При проверке потенциальных подрядчиков на установку и / или техническое обслуживание задайте следующие вопросы:

• Есть ли у вашей компании опыт установки и обслуживания солнечных водонагревательных систем?
  Выберите компанию, у которой есть опыт установки нужного вам типа системы и обслуживания выбранных вами приложений.
• Сколько лет у вашей компании есть опыт установки и обслуживания солнечного отопления?
  Чем больше опыта, тем лучше. Запросите список прошлых клиентов, которые могут предоставить рекомендации.
• Имеет ли ваша компания лицензию или сертификат?
  В некоторых штатах требуется наличие действующей лицензии сантехника и / или подрядчика по солнечной энергии. Свяжитесь с вашим городом и округом для получения дополнительной информации. Подтвердите лицензирование с советом по лицензированию подрядчиков вашего штата.Совет по лицензированию также может сообщить вам о любых жалобах на подрядчиков, получивших государственную лицензию.

Повышение энергоэффективности

После того, как ваш водонагреватель будет правильно установлен и обслуживается, попробуйте некоторые дополнительные стратегии энергосбережения, которые помогут снизить ваши счета за нагрев воды, особенно если вам требуется резервная система. Некоторые энергосберегающие устройства и системы дешевле устанавливать вместе с водонагревателем.

Другие варианты водонагревателя

Отопительный коллектор — обзор

3.2.11.3 Системы отопления помещений с помощью воздуха

Солнечные воздухонагреватели еще не подвергались детальному изучению, как солнечные водонагреватели, но для отопления небольших одноэтажных домов воздухонагреватели имеют ряд преимуществ, например простоту, низкую стоимость и отсутствие опасностей замерзания; кроме того, утечки, которые могут произойти, не вызовут таких повреждений, как вода.

Недостатком воздушных систем является то, что они требуют больших вентиляторов для перемещения воздуха. Они более дорогие и энергоемкие, чем небольшие циркуляционные насосы, которые используются в системах водяного отопления.Кроме того, воздуховоды, по которым переносится воздух, должны быть намного больше и, следовательно, дороже, чем трубы, используемые в водяных системах. Проблемы могут легко развиться, когда воздуховоды встроены в стены или вокруг элементов конструкции.

На рис. III / 17 показаны различные типы солнечных коллекторов для нагрева воздуха, а именно:

Рис. III / 17.

Источник: ISES

A)

Стеклянный ящик с черным дном

B)

Ящик с черным гофрированным листом

C)

Коллекторная панель со стальными ребрами

D)

Наклонная бита из минеральной ваты, окрашенная в черный цвет, нагревается солнцем, и через него проходит воздух

E)

Ящик с черным дном и вышележащим слоем марли пропускается воздухом

F)

Ящик со стеклянными пластинами, через которые проходит воздух.Нижние окрашены в черный цвет (система Löf)

Следует отметить, что коллекторы могут использоваться не только для систем отопления дома, но и для систем осушения, как описано в разделе 3.4.

Поскольку воздух менее эффективен для передачи тепла от металлов, чем вода, коллектор должен быть намного больше и иметь большую площадь теплопередачи, например. в виде финнов. При использовании воздуха рабочие температуры ниже, чем при использовании воды, и необходим большой объемный расход.Удельная теплоемкость 1 м3 воздуха составляет около 0,36 Втч / градус Цельсия, а удельная теплоемкость 1 м3 воды — 1,16 Втч / градус С.

При низких температурах воздух может безопасно проходить через изолированные проходы между этажами или балки крыши и воздушные пространства, существующие в стенах с карнизами. Однако необходимо соблюдать осторожность, чтобы обеспечить равномерный поток через все части системы воздушного отопления.

Избирательность пластин коллектора воздухонагревателя может быть значительно улучшена путем их гофрирования с образованием ряда параллельных V-образных канавок.Прямое излучение, падающее на звездочки, затем претерпевает несколько отражений с поглощением на каждой поверхности. Такие гофрированные пластины, изготовленные из стали или алюминия, обладают избирательным направлением, и при установке с правильной ориентацией они демонстрируют коэффициент поглощения солнечного излучения в течение большей части года, который значительно выше, чем коэффициент поглощения плоского листа, из которого они сделаны. Увеличение эмиттанса по сравнению с плоским листом относительно невелико. Листы с V-образным рифлением, кроме того, обеспечивают дополнительную поверхность теплопередачи.

Обе стороны металла должны быть окрашены в черный цвет. Верх должен быть черным, чтобы поглощать солнечное излучение, которое проходит через остекление, а нижняя поверхность также должна быть черной, чтобы она могла излучать тепло к покрытию поверх изоляции из стекловаты и позволять этой поверхности способствовать процессу нагрева воздуха. . Такие коллекторы были разработаны CSIRO в Австралии.

Таким образом, система воздушного отопления требует 4 элемента:

a.

Застекленный коллектор, обращенный к экватору, наклонен и изолирован, так что собранное тепло будет уходить в воздух и не тратиться впустую.

б.

Вентилятор для циркуляции воздуха. Фильтр на вентиляторе минимизирует проблему пыли в доме.

г.

Каменная насыпь для хранения тепла зимой и хранения холодного воздуха в другое время года, когда воздух ночью достаточно холодный, чтобы охладить камни, чтобы они, в свою очередь, могли охлаждать дом в течение дня.

г.

Система дополнительного отопления.

Для нагрева воздуха построено несколько типов коллекторов.Лёф, например, построил коллектор, в котором используются перекрывающиеся стеклянные пластины. В его коллекторе воздух подается вверх со скоростью около 30 см / с через коробку глубиной около 10 см с почерневшей спинкой, покрытой одним или несколькими остеклениями. По мере того, как воздух рядом с задней частью коробки нагревается, в поток вставляется лист прозрачного стекла, чтобы он не смешивался с более холодным воздухом наверху. Через небольшое расстояние над первым листом вставляется еще один прозрачный лист с проходом между ними. Таким образом, последовательные стеклянные листы накладываются друг на друга в виде лестницы.Передние кромки стеклянных листов прозрачные, задние части стеклянных листов затемнены, чтобы нагреть прилегающий воздух, уже протекающий между остеклениями. Лёф использовал хранилище из гальки.

На рис. III / 18 показана простая система отопления помещения воздухом. Тепло собирается в коллекторе на крыше и отводится вентилятором в подвал, в котором находится хранилище на каменном дне. С помощью другого вентилятора нагретый воздух может подаваться в комнаты.

Рис. III / 18.

Источник: ISES

Та же система с небольшими изменениями может использоваться для охлаждения помещений, и это фактически было сделано на нескольких установках в США.

Солнечные системы воздушного отопления были более популярны в США, чем в Европе, потому что водяные системы центрального отопления являются наиболее распространенными традиционными системами отопления в Европе, в то время как воздушное отопление популярно для отопления помещений в США, и поэтому логично рассматривать воздушное отопление. также как жидкость для сбора солнечной энергии.

При любых обстоятельствах в системе воздушного отопления тепло должно передаваться от твердого тела к воздуху и наоборот в трех точках:

a.

От коллекторной пластины в воздух.

б.

Из теплого воздуха в накопитель.

г.

Из носителя в воздух.

Конечно, во всех этих трех точках есть потери тепла.

Носитель информации должен иметь не только высокую теплоемкость, но и большую поверхность переноса. Из более дешевых носителей чаще всего использовались щебень или гравий. В качестве альтернативы бункер для хранения может содержать плавкие соли в небольших пластиковых контейнерах, система хранения, разработанная Марией Телкес и имеющая f.инст. использовался в доме «Solar One» в Делавэре.

Сочетать солнечную систему воздушного отопления с водонагревателем сложно и неэкономично. Обратное, то есть сбор воды и распределение теплого воздуха, более практично. В этом случае первичным накопителем является вода, но щебень, окружающий первичный водонагреватель, может действовать и как вторичный накопитель, и как средство теплопередачи для системы нагрева теплого воздуха. Такую систему довольно легко совместить с водонагревательным прибором.

Наибольшее преимущество системы воздушного отопления проявляется, когда теплый воздух из коллектора используется непосредственно для обогрева помещения, а в системе SOLARON, разработанной Лёфом и др., Только один вентилятор используется для трех вышеупомянутых операций воздушного транспорта. (см. рис. III / 19a-d)

Рис. III / 19a.

Источник: SOLARON

Рис. III / 19b.

Источник: СОЛАРОН

Рис. III / 19c.

Источник: СОЛАРОН

Рис. III / 19d.

Источник: СОЛАРОН

Телкес и Раймонд построили солнечный дом в Дувре, штат Массачусетс.в 1939 году, в котором использовались вертикальные коллекторные панели южной стены и аккумулировалось тепло при фазовом переходе декагидрата сульфата натрия. Эта система была спроектирована так, чтобы выдерживать общую тепловую нагрузку, обеспечивая достаточную (теоретическую) мощность для сохранения расчетной тепловой нагрузки в течение 5 дней.

Дом SOLAR ONE в Университете Делавэра, строительство которого недавно было завершено, как уже упоминалось, включает аналогичную систему.

Блисс в 1956 году построил и описал полностью отапливаемый солнечный дом в пустыне Аризоны, в котором использовался матричный воздухонагреватель, в котором воздух поступал вниз через почерневший экран в застекленной коробке.Всасывание через экран предотвращало попадание горячих конвекционных потоков на вышележащее стекло. В нем было хранилище для камней. Система, которая была построена, не представляла экономического оптимума, но аналогичная система меньшего размера с некоторым дополнительным источником тепла привела бы к более низкой стоимости.

Несколько домов были построены Тромбом и Мишелем в Одейо, Пиренеи (Франция), с использованием обогревателей южной стены в зимние месяцы и с дополнительными электрическими ненавистниками, покрывающими длительные периоды неблагоприятной погоды.

Наконец, следует упомянуть, что гибридная система, в которой воздух, нагретый в солнечном коллекторе, хранится в резервуаре для воды, была описана Пейтом из Университета штата Юта. Система довольно проста и дешева: горячий воздух из коллектора продувается через теплообменник автомобильного радиаторного типа. За счет самоконвекции тепло передается в верхнюю часть бака для воды, а холодная вода из дна бака течет в радиатор. Если холодный воздух снаружи проходит через тот же радиатор, создается циркуляция в противоположном направлении.

Как это работает — Солнечные водонагреватели | Продукция

Солнечные водонагреватели бывают самых разных конструкций, все они включают коллектор и накопительный бак, и все они используют тепловую энергию солнца для нагрева воды.

Солнечные водонагреватели обычно описываются по типу коллектора и циркуляционной системы.

Типы коллекторов
	Коллекторы периодического действия , также называемые системами интегрированного коллектора-хранения (ICS), нагревают воду в темных резервуарах или трубках внутри изолированного ящика, накапливая воду до тех пор, пока она не наберется.Вода может оставаться в коллекторе в течение длительного времени, если потребность домохозяйства невысока, что делает ее очень горячей. Клапан темперирования — ваша защита от ожогов на кране. Клапан темперирования подмешивает холодную воду, чтобы снизить температуру воды перед подачей в кран. Коллекторы периодического действия несовместимы с системами циркуляции замкнутого цикла. Таким образом, они обычно не рекомендуются для холодного климата.
	Плоские коллекторы обычно состоят из медных трубок, установленных на плоских пластинах поглотителя.Наиболее распространенная конфигурация представляет собой серию параллельных трубок, соединенных на каждом конце двумя трубами — впускным и выпускным коллекторами. Узел плоской пластины находится в изолированной коробке и покрыт закаленным стеклом. Плоские коллекторы обычно рассчитаны на 40 галлонов воды. Два коллектора обеспечивают примерно половину горячей воды, необходимой для обслуживания семьи из четырех человек.
	Вакуумные трубчатые коллекторы — самые эффективные доступные коллекторы.Каждая откачиваемая трубка в принципе похожа на термос. Стеклянная или металлическая трубка, содержащая воду или теплоноситель, окружена стеклянной трубкой большего размера. Пространство между ними представляет собой вакуум, поэтому жидкость теряет очень мало тепла. Эти коллекторы могут работать даже в пасмурную погоду и при температурах до -40 ° F. Отдельные трубки заменяются по мере необходимости. Вакуумные трубчатые коллекторы могут стоить вдвое дороже за квадратный фут, чем плоские пластинчатые коллекторы.

Замкнутые или непрямые системы используют незамерзающую жидкость для передачи тепла от солнца воде в резервуаре для хранения.Тепловая энергия солнца нагревает жидкость в солнечных коллекторах. Затем эта жидкость проходит через теплообменник в резервуаре для хранения, передавая тепло воде. Затем незамерзающая жидкость возвращается к коллекторам. Эти системы имеют смысл в условиях холодного климата.

Циркуляционные системы
В системах Direct вода циркулирует через солнечные коллекторы, где она нагревается солнцем. Затем нагретая вода хранится в баке, отправляется в безбаковый водонагреватель или используется напрямую.Эти системы предпочтительнее в климате, где редко замерзает. Защита от замерзания необходима в холодном климате.
Замкнутый контур или непрямой , в системах используется незамерзающая жидкость для передачи тепла от солнца воде в резервуаре для хранения. Тепловая энергия солнца нагревает жидкость в солнечных коллекторах. Затем эта жидкость проходит через теплообменник в резервуаре для хранения, передавая тепло воде. Затем незамерзающая жидкость возвращается к коллекторам.Эти системы имеют смысл в условиях холодного климата.
Активные системы или с принудительной циркуляцией , в системах используются электрические насосы, клапаны и контроллеры для перемещения воды из коллекторов в резервуар для хранения. Они распространены в США
Пассивные системы не требуют насосов. Естественная конвекция перемещает воду из коллекторов в резервуар для хранения по мере нагрева.

Солнечное тепловое и водяное отопление

Солнечная тепловая энергия — это технология, предназначенная для использования солнечного света для получения тепловой энергии (тепла).Это тепло часто используется для нагрева воды, используемой в домах, на предприятиях, в плавательных бассейнах, а также для отопления внутренних помещений зданий (обогрев помещений).

Чтобы нагреть воду солнечным светом, солнечный тепловой коллектор нагревает жидкость, которая прокачивается через него. Когда жидкость перекачивается через коллектор, она нагревается. Теперь нагретая жидкость откачивается из коллектора через теплообменник.

Теплообменники обычно состоят из меди и обычно находятся внутри резервуара для хранения солнечной энергии.Это позволяет теплу в жидкости передаваться — или обмениваться, отсюда и название — в воду в резервуаре для хранения.

Накопительный бак является важным элементом любой солнечной тепловой системы, поскольку он позволяет сохранять все тепло, вырабатываемое солнечным тепловым коллектором, для использования в любое время, когда это необходимо.

Солнечные тепловые коллекторы классифицируются Управлением энергетической информации (EIA) как коллекторы с высокой, средней или низкой температурой.

Коллекторы высокотемпературные

Высокотемпературные коллекторы — также называемые концентрирующими коллекторами — используют зеркала и / или линзы для концентрирования солнечного света для достижения очень высоких температур (от 750F до 1000F).Этот метод называется Concentrated Solar Power, или CSP. Эти высокие температуры используются в крупномасштабном производстве энергии, обычно для вращения паровых турбин.

Системные проекты

Параболический желоб — Электростанции с параболическим желобом используют изогнутое зеркало для отражения солнечного света на центральную точку фокусировки — обычно стеклянную трубку, содержащую теплоноситель. Эта трубка проходит по длине желоба и расположена в фокусе зеркал, чтобы собирать большое количество тепловой энергии.

Эта технология широко используется во всем мире. В Калифорнии система SEGS использует эту технологию на 9 различных электростанциях для выработки электроэнергии мощностью более 350 мВт. На заводе Nevada Solar One также используется этот тип коллектора мощностью 64 МВт.

Power Tower — также известные как электростанции с центральной башней — генерируют большое количество тепловой энергии, используя тысячи зеркал с системами слежения, чтобы постоянно улавливать и фокусировать тепловую энергию солнца на центральной фокальной башне.Внутри башни концентрированный солнечный свет нагревает передающую среду — обычно расплавленную соль — до температуры более 1000F. Эта расплавленная соль затем поступает в большой резервуар для хранения, где накапливается энергия, и в конечном итоге перекачивается в парогенератор. Затем парогенератор вырабатывает электричество.

Solar Two была одной из таких электростанций, использующих эту технологию, и многие другие электростанции в настоящее время строятся по всему миру с использованием этой технологии.

Дизайн посуды

Система солнечных тарелок использует большую отражающую параболическую тарелку для фокусировки солнечного света в одну точку фокусировки.В этой фокусной точке приемник улавливает тепловую энергию и преобразует ее в электричество, используя паровой двигатель или двигатель Стирлинга.

Эта система используется из-за высоких температур, которых она может достичь из-за высокой концентрации света. Более высокие температуры позволяют лучше преобразовывать электричество.

Эта технология в настоящее время используется для производства большого количества электроэнергии в Калифорнии компаниями Southern California Edison и San Diego Gas & Electric, общая мощность которых превышает 750 МВт.

Коллекторы среднетемпературные

Коллекторы средней температуры часто относятся к солнечным водонагревательным системам в виде плоских пластин или вакуумных трубчатых коллекторов. Эти коллекторы используются для сбора, хранения, использования тепла для горячего водоснабжения (например, для душа, стирки или технологических процессов, среди прочего), для обогрева помещений и для охлаждения помещений (с использованием различных типов систем охлаждения с тепловым приводом, таких как как абсорбционный чиллер.

Коллекторы вакуумные

Вакуумные трубчатые коллекторы (ETC) очень эффективно удерживают большой процент тепла, собираемого от солнца.Каждая трубка работает независимо от других и окружена стеклянной трубкой с двойными стенками. Между двойными стенками находится глубокий вакуум, создающий эффект «термоса», который значительно увеличивает его теплоизоляцию. Такая конструкция позволяет солнечному свету проходить через стекло, но не пропускает тепло.

Во многих вакуумных трубчатых коллекторах, таких как SPP-30A, используется технология тепловых трубок. Медная тепловая трубка находится внутри откачанной трубки и удерживается на месте тонкими металлическими пластинами, называемыми ребрами теплопередачи.Тепловая трубка также находится под вакуумом, что позволяет воде внутри кипеть при гораздо более низкой температуре.

Когда вода закипает, пар поднимается к верхней части тепловой трубки, которая находится внутри коллектора. Вода или жидкий теплоноситель (обычно смесь воды и гликоля) проходит через коллектор, где входит в контакт с верхними частями тепловых трубок, тем самым быстро нагреваясь. Затем оно проходит через теплообменник, обычно являющийся частью резервуара для хранения, где тепло сохраняется для немедленного или будущего использования.

Плоские коллекторы

Плоские коллекторы обычно состоят из ряда медных трубок в очень хорошо изолированной стеклянной коробке. Солнечный свет падает на стекло, а тепло удерживается внутри прочной изоляцией. Когда вода или теплоноситель проходит через коллектор, тепло, улавливаемое солнцем, передается жидкости.

Эта жидкость затем нагревается и циркулирует обратно через теплообменник, где тепло накапливается для немедленного или последующего использования в системах горячего водоснабжения или отопления помещений.

Коллекторы низкотемпературные

Под низкотемпературными коллекторами обычно понимаются неглазурованные или неизолированные плоские панели для обогрева бассейна. Эти коллекторы в значительной степени зависят от прямого солнечного света и теплых погодных условий для эффективной работы.

Панели солнечных батарей

Солнечные тепловые коллекторы, используемые для обогрева бассейнов, часто изготавливаются из ПВХ или других пластиковых композитов. Вода в бассейне обычно циркулирует напрямую через эти панели бассейна с использованием существующего фильтра бассейна.Иногда может потребоваться дополнительный «бустерный насос», особенно в более крупных коммерческих системах.

Дифференциальный контроллер часто используется для отвода воды в бассейне в теплых и благоприятных условиях, а также для предотвращения попадания воды из бассейна в коллекторы при понижении температуры, например, ночью или при неблагоприятных погодных или неблагоприятных погодных условиях.

Интегрированное коллекторное хранилище

| Building America Solution Center

Вкладка «Соответствие» содержит информацию о программе и коде.Кодовый язык взят и кратко изложен ниже. Чтобы узнать точный язык кода, обратитесь к соответствующему коду, который может потребовать покупки у издателя. Хотя мы постоянно обновляем нашу базу данных, ссылки могли измениться с момента публикации. Если вы обнаружите неработающие ссылки, обратитесь к нашему веб-мастеру.

Установка солнечной тепловой системы требует соблюдения строительных норм. Реквизиты для соответствия кодексу могут отличаться в зависимости от региона, города или округа. Обратитесь к местным нормативным актам для получения конкретных правил по установке сантехники и электрооборудования.

DOE Zero Energy Ready Home (Revision 07)

Приложение 1 Обязательные требования.
Приложение 1, пункт 1) Сертифицировано в рамках программы сертифицированных домов ENERGY STAR или программы строительства новых многоквартирных домов ENERGY STAR.
Приложение 1, пункт 7) Положения контрольного перечня готовности к нулевому энергопотреблению для домашних фотоэлектрических систем Министерства энергетики США выполнены.

DOE рекомендует, но не требует солнечных систем термальной воды. См. Контрольный список готовности домашнего горячего водоснабжения от солнечных батарей DOE (рекомендуется).

Международный кодекс энергосбережения (IECC) 2009, 2012, 2015 и 2018 гг.

Раздел 401.3 Постоянный сертификат должен быть вывешен на электрораспределительной панели или рядом с ней, в котором указаны типы и эффективность водонагревательного, нагревательного и охлаждающего оборудования, а также значения R изоляции и коэффициенты U и SHGC для окон.

Модернизация: 2009, 2012, 2015, 2018 и 2021 годы IECC

Раздел R101.4.3 (в 2009 и 2012 годах). Дополнения, изменения, обновления или ремонтные работы должны соответствовать положениям этого кодекса, не требуя, чтобы неизменные части существующего здания соответствовали этому кодексу.(См. Код для дополнительных требований и исключений.)

Глава 5 (в 2015, 2018, 2020). Положения данной главы должны регулировать изменение, ремонт, добавление и изменение занятости существующих зданий и сооружений.

Международный жилищный кодекс (IRC) 2009, 2012, 2015 и 2018 гг.

M2301 Солнечные энергетические системы (солнечные тепловые энергетические системы в 2015 и 2018 IRC) — см. Требования к солнечным водонагревательным системам.

2015 и 2018 IRC

Приложение U (Приложение T в IRC 2018 г.) Положения о готовности к солнечной энергии — Подготовьте дом для установки солнечных батарей в соответствии с этими спецификациями.

Модернизация: 2009, 2012, 2015, 2018 и 2021 IRC

Раздел R102.7.1 Дополнения, изменения или ремонт. Дополнения, изменения, обновления или ремонтные работы должны соответствовать положениям настоящего Кодекса, не требуя, чтобы неизменные части существующего здания соответствовали требованиям этого Кодекса, если не указано иное. (См. Код для дополнительных требований и исключений.)

Приложение J регулирует ремонт, реконструкцию, переделку и реконструкцию существующих зданий и предназначено для поощрения их дальнейшего безопасного использования.

2009 , 2012 , 2015 и 2018 Международный механический код (IMC)

Следуйте требованиям к солнечным водонагревательным системам, изложенным в IMC, Глава 14, Солнечные системы (Солнечные тепловые системы в IMC 2018).

Активные солнечные системы отопления | EGEE 102: Энергосбережение и защита окружающей среды

Солнечные системы отопления классифицируются как «активные» или «пассивные» солнечные системы отопления или как комбинация того и другого.Сначала мы рассмотрим активные системы.

Активные солнечные системы отопления состоят из коллекторов, распределительной системы и накопительного устройства.

Инструкции: Нажмите на горячие точки на изображении ниже, чтобы узнать больше об основных компонентах активной солнечной системы отопления.

Активные солнечные системы отопления работают следующим образом:

• Плоские коллекторы обычно размещают на крыше или земле на солнце. Верхняя или солнечная сторона имеет стеклянную или пластиковую крышку, пропускающую солнечную энергию.Внутреннее пространство представляет собой черный (поглощающий) материал для максимального поглощения солнечной энергии.
• Холодная вода забирается из накопительного бака насосом №1 и перекачивается через плоский коллектор, установленный на крыше дома.
• Вода поглощает солнечную энергию и возвращается обратно в резервуар.
• Горячая вода из бака перекачивается насосом №2 через нагревательный змеевик.
• Вентилятор нагнетает воздух (из комнаты) над нагретым змеевиком, а затем нагретый воздух проходит в комнату и нагревает ее.
• Холодный воздух опускается вниз и рециркулирует по нагревательному змеевику.

Примечание: Резервный электрический змеевик включается автоматически и обеспечивает тепло, когда температура воды в нагревательном змеевике падает из-за последовательных пасмурных дней.

Инструкция : Нажмите кнопку «play», чтобы наблюдать за работой активной солнечной системы отопления:

Эксплуатация активной солнечной системы отопления

Щелкните здесь, чтобы открыть текстовое описание работы активной солнечной системы отопления.

Эксплуатация активной солнечной системы отопления

Вода из накопительного бака перекачивается на крышные солнечные батареи. Солнце нагревает воду, когда она возвращается в резервуар для воды. Теплая вода из бака перемещается отдельным насосом через серию змеевиков внутри воздушной печи. Печь пропускает холодный воздух мимо змеевиков, который нагревается, а затем распределяется по всему зданию.

КПД коллектора — это отношение солнечного излучения , которое улавливается и передается коллектору или теплоносителю.

КПД коллектора можно выразить как:

КПД коллектора = (Доставленная полезная энергия Изоляция коллектора) × 100%

Типичный КПД коллектора составляет 50–70 процентов.

Солнечный коллектор

Вакуумный трубчатый коллектор для солнечной системы горячего водоснабжения

Вакуумный трубчатый коллектор для горячей воды

Вакуумный трубчатый коллектор (ETC) состоит из ряда герметичных стеклянных трубок, внутри которых имеется теплопроводящий медный стержень или труба, обеспечивающая очень высокую тепловую нагрузку. эффективность и рабочая температура по сравнению с плоскими солнечными коллекторами даже в морозный день.

В предыдущем уроке мы рассмотрели плоские солнечные коллекторы и увидели, что они состоят из почерневшей металлической абсорбирующей пластины и водопроводных труб, заключенных в герметичную застекленную и изолированную металлическую (или деревянную) коробку. Трубы, называемые стояком, припаяны к пластине абсорбера, переносят жидкость, которая нагревается солнцем, а в системе прямого нагрева вода нагревается, когда она циркулирует через панели в резервуар для хранения. В непрямых системах энергия солнца нагревает смесь гликоля и воды, которая не может замерзнуть и которая, в свою очередь, нагревает воду в резервуаре.

Хотя этот тип солнечных систем горячего водоснабжения дешев и прост в установке, проблема плоских пластинчатых коллекторов заключается в том, что они «плоские». Это ограничивает их эффективность, поскольку они могут работать с максимальной эффективностью только тогда, когда солнце находится прямо над головой в полдень. В других случаях солнечные лучи падают на коллектор под разными углами, отражаясь от материала остекления, что снижает их эффективность.

Солнечные системы горячего водоснабжения, в которых используются вакуумные трубчатые коллекторы в качестве источника тепла, преодолевают эту проблему, поскольку в солнечных коллекторах используются отдельные закругленные трубы, которые всегда перпендикулярны солнечным лучам в течение большей части дня.Это позволяет солнечной системе горячего водоснабжения, использующей откачиваемый трубчатый коллектор , работать с гораздо более высокой эффективностью и температурой в течение гораздо более длительного периода, чем обычная установленная система с одной плоской пластиной.

Кроме того, еще одним преимуществом технологии солнечных вакуумных трубок является то, что устраняются проблемы веса и конструкции крыши, вызываемые стандартными системами плоских пластин, поскольку солнечные трубки не заполнены большим количеством тяжелой воды.

Вакуумный трубчатый коллектор

Вакуумированный трубчатый коллектор

Вакуумный трубчатый коллектор состоит из ряда рядов параллельных прозрачных стеклянных трубок, соединенных с коллекторной трубой и используемых вместо почерневшей теплопоглощающей пластины, которую мы видели в предыдущий плоский коллектор.

Эти стеклянные трубки имеют цилиндрическую форму. Следовательно, угол падения солнечного света всегда перпендикулярен теплопоглощающим трубкам, что позволяет этим коллекторам работать хорошо даже при слабом солнечном свете, например, когда он рано утром или поздно днем, или когда он затенен облаками. Вакуумные трубчатые коллекторы особенно полезны в регионах с холодной, пасмурной и зимней погодой.

Так как же работают солнечные вакуумные трубчатые коллекторы ?. Вакуумные трубчатые коллекторы состоят из одного или нескольких рядов параллельных прозрачных стеклянных трубок, поддерживаемых на раме.Каждая отдельная трубка имеет диаметр от 1 дюйма (25 мм) до 3 дюймов (75 мм) и от 5 футов (1500 мм) до 8 футов (2400 мм) в длину в зависимости от производителя.

Каждая трубка состоит из толстой внешней стеклянной трубки и более тонкой внутренней стеклянной трубки (называемой «двойная стеклянная трубка») или «трубки термоса», которая покрыта специальным покрытием, поглощающим солнечную энергию, но задерживающим тепло. потеря. Трубки изготовлены из боросиликатного или натриево-кальциевого стекла, которое является прочным, устойчивым к высоким температурам и имеет высокий коэффициент пропускания солнечного излучения.

В отличие от плоских коллекторов, вакуумные трубчатые коллекторы не нагревают воду непосредственно внутри труб. Вместо этого воздух удаляется или откачивается из пространства между двумя трубками, образуя вакуум (отсюда и название вакуумные трубки ).

Этот вакуум действует как изолятор, значительно снижая любые потери тепла в окружающую атмосферу за счет конвекции или излучения, что делает коллектор намного более эффективным, чем внутренняя изоляция, которую могут предложить плоские пластинчатые коллекторы.С помощью этого вакуума вакуумные трубчатые коллекторы обычно производят более высокую температуру жидкости, чем их аналоги с плоскими пластинами, поэтому летом они могут сильно нагреваться.

Коллектор с вакуумной трубкой

Внутри каждой стеклянной трубки плоское или изогнутое алюминиевое или медное ребро прикреплено к металлической тепловой трубке, проходящей через внутреннюю трубку. Ребро покрыто селективным покрытием, которое передает тепло жидкости, циркулирующей по трубе. Эта герметичная медная тепловая трубка передает солнечное тепло посредством конвекции своего внутреннего теплоносителя к «горячей лампе», которая косвенно нагревает медный коллектор в напорном баке.

Все эти медные трубы подключены к общему коллектору, который затем подключается к резервуару для хранения, таким образом нагревая горячую воду в течение дня. Затем горячую воду можно использовать ночью или на следующий день благодаря изоляционным свойствам бака.

Изоляционные свойства вакуума настолько хороши, что, хотя температура внутренней трубки может достигать 150 ^o ° C, внешняя трубка холоднее на ощупь. Это означает, что водонагреватели с вакуумными трубками могут работать хорошо и могут нагревать воду до довольно высоких температур даже в холодную погоду, когда плоские коллекторы работают плохо из-за потерь тепла.

Однако недостатком использования откачанных трубок является то, что панель может быть намного дороже по сравнению со стандартными плоскими коллекторами или солнечными коллекторами периодического действия. Солнечные коллекторы с вакуумными трубками хорошо подходят для коммерческого и промышленного нагрева горячей воды и могут быть эффективной альтернативой плоским пластинчатым коллекторам для отопления жилых помещений, особенно в районах, где часто бывает облачно.

Вакуумные трубчатые коллекторы в целом более современные и более эффективные по сравнению со стандартными плоскими коллекторами, поскольку они могут извлекать тепло из воздуха во влажные пасмурные дни и не нуждаются в прямом солнечном свете для работы.Из-за вакуума внутри стеклянной трубки общий КПД во всех областях выше и производительность лучше, даже когда солнце находится не под оптимальным углом.

Для этих типов солнечных панелей для горячей воды действительно важна конфигурация вакуумной трубки. Существует несколько различных конфигураций вакуумных трубок, одностенных, двустенных, прямоточных или тепловых трубок, и эти различия могут определять, как жидкость циркулирует вокруг солнечной панели для горячего водоснабжения.

Вакуумные трубчатые коллекторы с тепловыми трубками

В вакуумных трубчатых коллекторах с тепловыми трубками герметичная тепловая трубка, обычно сделанная из меди для повышения эффективности коллектора при низких температурах, прикреплена к теплоотражающей пластине внутри вакуумной герметичной трубки.Из полого медного теплообменника внутри трубы удаляется воздух, но он содержит небольшое количество жидкости спирт / вода низкого давления, а также некоторые дополнительные добавки для предотвращения коррозии или окисления.

Этот вакуум позволяет жидкости испаряться при очень более низких температурах, чем обычно при атмосферном давлении. Когда солнечный свет в форме солнечного излучения попадает на поверхность пластины поглотителя внутри трубки, жидкость в тепловой трубке быстро превращается в горячий газ типа пара из-за наличия вакуума.Поскольку теперь этот газовый пар стал легче, он поднимается к верхней части трубы, нагревая его до очень высокой температуры.

Верхняя часть тепловой трубки и, следовательно, откачиваемая трубка соединены с медным теплообменником, называемым «коллектором». Когда горячие пары, все еще находящиеся внутри герметичной тепловой трубки, попадают в коллектор, тепловая энергия пара передается воде или гликолевой жидкости, протекающей через соединительный коллектор. Когда горячий пар теряет энергию и охлаждается, он снова конденсируется из газа в жидкость, стекающую обратно по тепловой трубе для повторного нагрева.

Тепловая труба и, следовательно, вакуумные трубчатые коллекторы должны быть установлены таким образом, чтобы иметь минимальный угол наклона (около 30 ^o ), чтобы внутренняя жидкость тепловой трубы возвращалась обратно в горячий поглотитель. пластина внизу трубки. Этот процесс преобразования жидкости в газ и обратно в жидкость снова продолжается внутри герметичной тепловой трубы, пока светит солнце.

Основное преимущество вакуумных коллекторов с тепловыми трубками заключается в том, что между пластиной абсорбера и коллектором имеется «сухое» соединение, что значительно упрощает установку по сравнению с прямоточными коллекторами.Кроме того, в случае растрескивания или разрушения откачанной трубки и потери вакуума, отдельную трубку можно заменить без опорожнения или демонтажа всей системы. Такая гибкость делает солнечные коллекторы горячей воды с вакуумными трубками с тепловыми трубками идеальными для солнечных батарей с замкнутым контуром, поскольку модульная сборка обеспечивает легкую установку и возможность простого расширения за счет добавления любого количества трубок.

Прямоточный вакуумный трубчатый коллектор

Прямой вакуумный трубчатый коллектор, также известный как U-образные трубчатые коллекторы, отличается от предыдущих тем, что у них есть две тепловые трубки, проходящие через центр трубки.Одна труба действует как подающая труба, а другая — как обратная труба. Обе трубы соединены вместе в нижней части трубы с помощью «U-образного изгиба», отсюда и название.

Теплопоглощающая отражающая пластина действует как разделительная полоса, разделяющая подающую и обратную трубы через трубы солнечного коллектора. Пластина абсорбера и трубка теплопередачи также герметизированы под вакуумом внутри стеклянной трубки, что обеспечивает исключительные изоляционные свойства.

Полые тепловые трубки и плоская или изогнутая пластина отражателя изготовлены из меди с селективным покрытием для повышения общей эффективности коллектора.Эта конкретная конфигурация вакуумированной трубки аналогична работе плоских пластинчатых коллекторов, за исключением вакуума, создаваемого внешней трубкой.

Поскольку теплоноситель течет в каждую трубку и из нее, вакуумные трубчатые коллекторы прямого потока не так гибки, как тепловые трубки. Если трубка треснула или сломалась, ее нелегко заменить. Система потребует слива, так как между трубкой и коллектором имеется «мокрое» соединение.

Многие профессионалы в области солнечной энергетики считают, что конструкции с прямоточными вакуумными трубками более энергоэффективны, чем конструкции с тепловыми трубками, поскольку при прямом потоке не происходит теплообмена между жидкостями.Кроме того, в цельностеклянной конструкции с прямым потоком две тепловые трубки размещены одна внутри другой, так что нагретая жидкость проходит по середине внутренней трубки, а затем обратно вверх через внешнюю абсорбирующую трубку.

Вакуумируемые трубки прямого потока могут собирать как прямое, так и рассеянное излучение и не требуют отслеживания солнечного излучения. Тем не менее, различные формы параболического желоба отражателя, расположенного за трубками, иногда используются для полезного сбора некоторой части солнечной энергии, которая в противном случае может быть потеряна, обеспечивая, таким образом, небольшую концентрацию солнечного света.

Другие соображения при использовании вакуумных трубчатых коллекторов

Вследствие герметичного вакуума в их конструкции вакуумные трубчатые коллекторы могут сильно нагреваться, превышая температуру кипения воды в жаркие летние месяцы. Эти высокие температуры могут вызвать серьезные проблемы в существующей бытовой солнечной системе горячего водоснабжения, такие как перегрев и растрескивание вакуумированных стеклянных трубок.

Чтобы избежать этого в жарком летнем климате, используются перепускные клапаны и большие теплообменники для «сброса» избыточного тепла, а также смесительные клапаны, которые смешивают обычную (прохладную) воду с горячей водой, чтобы обеспечить температуру и температуру. уровни давления никогда не превышают установленный предел.

Кроме того, коллекторы с тепловыми трубками никогда не должны подвергаться воздействию прямых солнечных лучей без протекания теплоносителя через теплообменник. Это приведет к тому, что пустой теплообменник станет очень горячим и может треснуть из-за внезапного удара, когда через него начнет течь холодная вода.

Несмотря на то, что вакуумные трубчатые коллекторы могут нагревать воду до +50 градусов Цельсия зимой, внешняя стеклянная трубка вакуумной трубки не нагревается, как обычные плоские солнечные коллекторы при использовании.Это происходит из-за внутренних изоляционных свойств вакуума внутри трубки, который предотвращает охлаждение внешней тепловой трубки за счет внешней температуры окружающей среды, которая может быть значительно ниже точки замерзания.

Таким образом, в холодные зимние месяцы эти типы коллекторов не могут растопить большое количество снега, который падает на них за один раз, что означает, что ежедневная очистка стеклянных трубок от снега и льда может быть проблемой, не разбивая их.

Даже если очень снежно или очень холодно, сквозь них проходит достаточно солнечного света, чтобы поддерживать температуру трубок выше точки замерзания и при этом иметь возможность предварительно нагревать воду, которую затем можно нагреть с помощью стандартного электрического погружного нагревателя или газовой горелки, что снижает затраты. подогрева воды зимой.

Вакуумные трубчатые коллекторы — очень эффективный способ нагрева большей части используемой вами горячей воды, просто используя энергию солнца. Они могут достигать очень высоких температур, но они более хрупкие, чем другие типы солнечных коллекторов, и их установка намного дороже. Их можно использовать как в активной системе горячего водоснабжения с открытым контуром (без теплообменника), так и в активной замкнутой системе горячего водоснабжения (с теплообменником), но требуется насос для циркуляции теплоносителя от коллектора к накопителю с целью остановки. это от перегрева.

В нашем следующем руководстве по солнечному отоплению мы рассмотрим другой способ нагрева воды с использованием типа коллектора периодического действия, обычно известного как интегральная система хранения коллектора или ICS, и посмотрим, как их можно использовать как для генерации, так и для хранения солнечной энергии. горячая вода.

Самые продаваемые товары, связанные с вакуумными трубками

.