Солнечные нагреватели воды — особенности устройства своими руками, инструкции на фото и видео

Содержание:

1. Особенности гелиосистем
2. Вакуумные гелиосистемы

В последнее время в Европе стали активно использовать солнечные нагреватели воды. Они позволяют обеспечивать семью горячей водой, а нередко хватает солнечных батарей для отопления дома, если установлено достаточное количество солнечных батарей. Энергия Солнца бесплатна, поэтому такие устройства позволяют сэкономить, причем неплохо. Кроме того, использование такой энергии не сказывается на состоянии окружающей среды.

Нагрев воды солнцем практикуется не одно столетие. С давних пор люди нагревали воду в бочках, выставляя их на солнце. Что касается современных батарей, то они позволяют эффективно преобразовывать данную энергию в тепловую. Как они выглядят эти устройства, можно увидеть на фото.

Особенности гелиосистем

В развитых странах практически в каждом доме можно встретить солнечные батареи – их используют в качестве дополнительной системы нагрева воды и отопления. Гелиобатареи легко подключаются к основной системе, давая возможность экономить на других ресурсах (таких как газ, уголь) до 60%.

Чтобы обеспечить нагрев воды от солнца своими руками установить гелиосистему можно, но лучше подобную доверить эту работу специалистам. Чаще всего солнечные батареи устанавливают на крыше дома. Чтобы солнечные коллекторы для отопления были эффективны, необходимо внимательно просчитать угол наклона ската, угол падения солнечных лучей, количество ясных дней в году и многое другое. Исходя из этого, выбирают месторасположение коллекторов, их количество и площадь.

Водонагреватели на солнечных батареях работают следующим образом. Теплоноситель, нагретый солнцем, поступает в теплообменник, расположенный в накопительном баке. Чаще всего используют баки-аккумуляторы с двумя теплообменниками, сделанными из меди (прочитайте также: «Устанавливаем тепловой аккумулятор своими руками»). Этот материал имеет хорошую теплопроводность. Такая конструкция дает возможность применять нагретую воду не только в бытовых целях, но и для отопления (прочитайте: «Солнечное отопление дома своими руками — принцип изготовления»).

Благодаря естественной конвекции горячая вода поднимается вверх, а холодная поступает вниз. Встроенный датчик регулирует температуру в устройстве и реагирует на ее изменение. Таким образом, человеку практически не нужно контролировать работу гелиосистемы.

В пасмурные дни, когда солнечных лучей недостаточно для нагрева, начинает работать основная система отопления. В жаркие дни, когда вода нагревается солнцем слишком быстро, расширительный бак принимает излишек теплоносителя. Наиболее эффективен нагрев воды солнцем в странах с теплым климатом, где в году много ясных дней.

Глобальное использование энергии Солнца даст возможность существенно сократить расходы основных ресурсов-теплоносителей и улучшить экологическое состояние окружающей среды. Кроме того, это скажется на экономике стран с низкими запасами энергоресурсов.

На сегодняшний день наиболее распространены вакуумные трубчатые и пластинчатые солнечные коллекторы. Каждый из них обладает определенными достоинствами и недостатками. В то же время, специалисты считают, что наиболее эффективный нагрев воды от солнца обеспечивают вакуумные батареи.

Солнечный водонагреватель своими руками — подробное видео:

Вакуумные гелиосистемы

Установить солнечный нагреватель воды своими руками вполне возможно, но сначала нужно разобраться с принципом его работы. 

Вакуумный коллектор работает по принципу термоса. Состоит он из двух трубок, между которыми находится вакуум. Внутрь помещена медная герметичная трубка, в которой циркулирует жидкость, а снаружи располагается стеклянная трубка большего диаметра. 

Вакуум и медь благодаря хорошей теплопроводности позволяют воде закипать уже при 30 градусах. Установив солнечные нагреватели воды своими руками, можно эффективно отапливать дом даже в регионах с холодными зимами. Когда вода закипает, образовавшийся пар поднимается вверх и отдает тепло медному теплоприемнику, который передает его теплоносителю. Потом остывшая вода поступает вниз, и процесс начинается заново. 

Использование вакуумных коллекторов удобно еще и тем, что они легко ремонтируются. Если один из коллекторов пришел в негодность, то вышедший из строя элемент можно легко поменять на новую деталь, не демонтируя всю систему. Устройство солнечного водонагревателя вакуумного типа таково, что теплоноситель идет одним потоком, поэтому для замены испорченного элемента зачастую требуется остановить работу всей системы. В то же время, КПД гелиосистемы достигает 76%.

Широко распространено мнение, что от солнечных водонагревателей зимой и в пасмурную погоду нет никакой пользы. На самом деле, горячая вода от солнца – это вполне реально. Вакуумные коллекторы сделаны таким образом, что они достаточно эффективны даже при минусовой температуре (до -35 градусов). Кроме того, тучи не являются препятствием для нагрева воды, так как эти гелиосистемы улавливают даже ультрафиолетовое излучение.

Но периодически коллекторы нужно очищать от инея и снега. Плоские гелиосистемы от снеговых осадков самоочищаются, их стоимость меньше, но в то же время, они не столь функциональны.

Солнечные коллекторы – это эффективный способ обогрева дома, который позволяет неплохо сэкономить на традиционной системе отопления. Также массовое использование гелиосистем позволит улучшить экологическую обстановку. Именно поэтому в последнее время все большее количество людей выбирает такой способ получения тепловой энергии.

Солнечный коллектор своими руками – нагрев воды солнцем

Солнечный коллектор позволяет использовать дармовую энергию солнца для отопления или подогрева воды на бытовые нужды, причем и в межсезонье и зимой. Дает значительную экономию, так как хорошие модели вырабатывают приличное количество тепла.

Но хороший заводской солнечный коллектор стоит столько, что всегда возникает вопрос, — окупится ли он вообще или дешевле нагреть воду газом?

Насколько выгодны солнечные коллектора

Окупаемость таких устройств зависит от широты использования. В южных районах, где много солнца, они выгодны. Но на уровне 52 параллели у нас они уже не окупаются, если используются для отопления (зимой солнца мало), но окупаются и севернее, если используются для ГВС в межсезонье и летом.

В Европе, например, где газ дороговат, а техника дешевая, коллектора однозначно выгодны для отопления, даже в северных районах.

• У нас точно выгодными оказываются наиболее дешевые летние солнечные коллектора, которые можно изготовить буквально из подручных материалов, или которые сделаны «полукустарно» на местных производствах.

Они используются для подогрева воды в бассейне, летнего душа, ГВС в доме и отопления домов в межсезонье. В зимних условиях дешевые (самодельные) коллектора не могут соперничать по КПД с заводскими, становятся скорее охладителями, поэтому не используются.

Как обычно устроен солнечный коллектор

• Плоский коллектор с трубкой. Представляет собой лист металла темной расцветки (поглощающий лучевую энергию) с прикрепленной к нему медной трубкой, по которой движется теплоноситель. Помещен в короб с теплоизоляцией толщиной от 50 мм. Со стороны солнца закрыт стеклопакетом.

Такой заводской коллектор дает в летний день до 600Вт с метра квадратного своей площади – весьма мощный нагрев. В межсезонье в полдень – до 300 Вт.

• Трубчатые конструкции солнечных коллекторов здесь подробно рассматриваться не будут, так как их нельзя повторить в домашних условиях. Они представляют собой различные трубки из стекла, в том числе с обратным отражением солнечной энергии, с легко испаряющимися жидкостями, вакуумные… Это наиболее дорогие конструкции, которые можно заказать в организациях, после чего преступить к практическому изучению вопроса, на тему как их эксплуатировать, чтобы окупить в видимой перспективе….

Но КПД их больше, а самое главное зимой они вырабатывают тепло начиная с мощности солнечного излучения 20 Вт/м кв., в то время как заводские плоские – 100Вт/м кв., если меньше – они просто не греют воду, а самодельные….

Как используется тепло от солнечного коллектора

Солнечный коллектор вырабатывает больше энергии тогда, когда она меньше всего нужна – в самый жаркий полдень. Летом энергии на порядок больше, чем зимой. В межсезонье ее также маловато… Тепловая энергия от солнечного коллектора в первую очередь идет на подогрев воды для бытовых нужд, на нагрев летнего бассейна или душа, а также на отопление здания.

• Чтобы ее использовать для ГВС, теплоноситель от коллектора должен поступать в спираль бойлера-теплообменника. Такие косвенные бойлеры с несколькими спиралями нагрева можно приобрести заранее.
• Чтобы использовать тепловую энергию от коллектора для отопления, ее нужно накапливать в буферной емкости.
• Летний нагрев бытовой воды может быть прямым – вода из бассейна и душа может прокачиваться через солнечный коллектор напрямую.

Как изготавливается солнечный коллектор своими руками

• Типичная самодельная конструкция солнечного коллектора – просто спираль черной трубы ПНД, прикрепленной хомутами к какому-либо металлу. Или даже без металла. Общая площадь 2 – 6 м кв. позволяющая развить 1 кВт и более мощности в солнечный полдень. Такие коллектора с утеплением 50 мм экструдированным пенополистиролом, закрываются со стороны солнца светостабилизированной полиэтиленовой пленкой, используются для нагрева воды Устанавливаются под солнце на открытой площадке.

• Более основательная конструкция – черный металлический лист с пришитым к нему скобами медным змеевиком из мягкой меди диаметром 10 мм. Площадь коллектора обычно до 10 м кв. Не нужно ее слишком увеличивать, так как при этом КПД будет падать. Утепляются с тыла, закрываются обязательно стеклом или стеклопакетом.

Типичных конструкций не существует, и расчет ожидаемой отдачи всегда не верен. Но по результатам собственных экспериментов можно создать своими руками коллектор на солнечной энергии, который окажется даже на удивление работоспособным. Ведь энергии солнца на самом деле весьма немало…

Как подключить солнечный коллектор к баку (душу) самотечно

Слабым местом для летних солнечных коллекторов остается необходимость использования насоса. Это резко удорожает конструкцию или делает ее вовсе не приемлемой.

Но можно сделать нагревающийся бак, соединенный с солнечным коллектором так, чтобы жидкость двигалась самотечно. Принцип самотека сохраняется – нагреватель расположен ниже, чем накопитель (радиатор).

По данной схеме, при применении труб от ¾ дюйма вода должна двигаться самотечно. Из данного бака нагретую воду можно слить и в бассейн.

Как подключить коллектор к ГВС

Лучшая денежная выгода получается от изготовления и эксплуатации коллектора из алюминиевых или медных трубок на металле под стеклом, с подключением его к системе ГВС.

Поскольку коллектор и спираль в бойлере представляют собой малогабаритную нагреваемую систему, она должна снабжаться расширительным баком, предохранительным клапаном. Циркуляция осуществляется с помощь маломощного насоса. Хороший коллектор обеспечит дом горячей водой и в межсезонье….

Как солнцем нагреть воду за городом без лишних расходов летом, весной и осенью

Каждый год традиционные источники энергии дорожают, и конца этой гонке цен не видно. А между тем мощнейший источник энергии, который мы видим почти каждый день, «работает» совершенно бесплатно. И если пока человечество не научилось достаточно эффективно получать энергию напрямую в виде электричества, то тепловую энергию солнца может использовать любой человек, – было бы желание!

Ведь в солнечной местности светило посылает приблизительно 1 кВт энергии каждый час. Грех не воспользоваться таким источником хотя бы для нагрева воды. При этом расходы по созданию и установке водонагревательного устройства – минимальны. Изобретатели на просторах страны уже давно используют самые различные установки для нагрева воды.

Среди них есть простейшие и более сложные, с автоматическим управлением. Всё зависит от технической подготовленности, финансовых возможностей и, конечно же, желания.

Как же умельцы получают сегодня горячую воду от солнца?

Создать солнечный нагреватель своими руками совсем несложно.

Изготавливаем водонагреватель с помощью нагревательной ёмкости

Это самый простой вариант.
Обычную ёмкость в виде бочки, старого бака, устанавливают на крыше летнего душа или дома, сарая и подключают через шланг к обычному крану.

Если ёмкость окрасит в чёрный цвет, нагрев будет происходить быстрее.

К концу дня вода прогревается примерно до 45С. Эти данные справедливы для полиэтиленового бака в 200-300 литров. Желательно, чтобы он был плоским – это повышает эффективность нагрева.

Весь минус в том, что всю воду необходимо использовать вечером, т.к. утром она станет холодной.

Чтобы «ликвидировать» этот недостаток, придётся утеплять саму ёмкость или сливать нагретую воду в опять-таки утепленный резервуар. Можно воду просто подать в бойлер и, когда она остынет, подогреть. Хоть сколько-то электричества, но экономится.

Ещё один вариант – держать бойлер постоянно подключённым к установленному на крыше резервуару. Тогда вода будет постоянно циркулировать; её можно будет использовать в режиме «онлайн».

Существенный недостаток системы в том, что она не работает при температуре ниже +20С. Поэтому существуют и другие способы нагрева воды в межсезонье.

 ПЛЭН отопление создаст уют и обогреет вашу дачу в холодную погоду.

Не хотите делать монтаж отопительной системы, т.к. на даче бываете редко? Купите переносной инфракрасный обогреватель. О том какие виды существуют, и какой прибор больше подойдет вам, прочитаете в нашей статье.

Солнечный водонагреватель – коллектор

Такое устройство считается наиболее эффективным. Здесь всё дело – в материале, из которого изготавливается коллектор. Чаще всего это:

• сталь
• медь
• латунь.

Но сборка с применением металла трудоёмка (пайка, сварка, уплотнения и т.п.), поэтому используют другие материалы. Есть вариант применения полипропиленовых труб, – они стоят дешевле. Однако их соединение также может вызвать трудности, связанные с уплотнением стыков.

Другой минус – значительная деформация при нагреве, у металлопластиковых труб это не так заметно, но полипропилен имеет высокий коэффициент теплового расширения. Этот недостаток может вызвать протечки в системе.

Есть оригинальное и простое решение, заключающееся в использовании садового шланга, как солнечного коллектора. Весь процесс сборки ограничивается скручиванием его в спираль и помещением в подходящий ящик.

Отличная гибкость, отсутствие соединений гарантируют отсутствие протечек, а длина шланга позволяет подсоединять его непосредственно к сантехническим приборам без промежуточных соединений.

Производительность такой системы зависит от длины шланга. При его диаметре в 2,5 см и температуре воздуха не менее +25С, один метр шланга нагревает 3,5 литра воды до +45С.

Выходит, что в солнечный день к вечеру 10 метров «выдадут» вам 280 литров горячей воды. Система работает при понижении температуры до +8С.

Как происходит процесс нагрева воды

Солнечные лучи попадают на спираль через стекло и нагревают спираль. Нагретая вода становится источником длинноволнового излучения, которое отражается от стекла. Т.е. , солнечные лучи оказываются в своеобразной тепловой «ловушке».

1. Для создания этого обогревательного устройства понадобится ящик, куда будет помещаться спираль из шланга чёрного цвета, использование других оттенков приведет к потере 5% тепла. Он может быть резиновым или из ПВХ. Диаметр – не менее 1,9 см, толщина стенок не более 2,5 мм.
2. Шланг присоединятся к бойлеру, который должен быть выше спирали. Дно ящика необходимо утеплить пенопластом, окрашенным в чёрный цвет.
3. Сам ящик сверху закрывается оконным стеклом (органическое не подойдёт из-за того, что плохо удерживает солнечное излучение).
4. Между стеклом и ящиком необходимо установить резиновую прокладку.

Получить горячую воду, а также отопить помещение вам поможет печь с водяным контуром. Очень подходит для дач и небольших загородных домиков.

Прежде чем вы решитесь на покупку водонагревателя, почитайте отзывы и изучите основные преимущества и недостатки. Информацию по наливным водонагревателям для дачи можно найти по адресу: https://obogreem. net/otopitel-ny-e-pribory/vodonagrevateli/nalivnoj-vodonagrevatel-dlya-dachi.html.

Водонагреватель из бутылок ПЭТ

Мысль в том, чтобы сначала создать модули (по 3 бутылки, можно и 4, 5), затем каждый из них подсоединить к пластиковой трубе, которая подключается с одной стороны к источнику холодной воды, с другой – выдаёт горячую жидкость. Лучше всего использовать бутылки ёмкостью в 2-2,5 литра. Соединять их надо по принципу «горлышко в дно».

• Для этого в дне вырезается отверстие под горлышко диаметром 26 мм. Отверстие должно быть расположено строго по центру. Поэтому сначала наметьте центр, просверлив дырку сверлом 3-6 мм.
• Чтобы обеспечить герметизацию, резьбу на горлышке смажьте герметиком и оставьте конструкцию в неподвижном состоянии на 2-3 дня. На дне верхней бутылки сделайте отверстие!
• Модуль из трёх бутылок таким же способом (можете придумать и какой-то другой) присоединяются к пластиковой трубе, в один конец которой входит холодная вода.

Число модулей может быть и большим. Для получения 200 л горячей воды надо где-то 110 бутылок – это три квадратных метров площади.

• Получившийся блок разместите в ящике, закрытом оконным стеклом. Угол наклона – от 10-ти до 30-ти градусов.

Получившаяся система гораздо эффективнее чёрной бочки с водой, установленной на крыше.

Большинство самодельных конструкций по нагреву воды солнцем летом дают экономию 70-80% энергии, растрачиваемой на нагревание. Осенью, весной – до 40%. При этом за год у светила «забирается» до 400 кВт/ч на человека! Есть о чём подумать.

Нагрев воды солнцем — Солнечные водонагреватели

Инновации в энергосбережении.

Нагрев воды солнцем. Солнечные водонагреватели.

Современные солнечные системы отопления не только поддерживают температуру воды в бассейне, они способны готовить горячую воду и даже отапливать помещения. Их популярность растет по нескольким причинам. Солнечные системы отопления являются надежными, гибкими и экологически чистыми, поскольку они используют возобновляемую энергию солнца. Многие системы используют гладкие, привлекательные и тонкие коллекторы, что люди часто принимают их за чердачные окна.

Знаете ли вы, что солнечные системы отопления хорошо работают во многих различных климатических условиях? Некоторые применения, например, отопление бассейна, сегодня широко используется и это экономически эффективно. Экономическая эффективность применения зависит от конкретных обстоятельств, таких как тип и стоимость обычного источника энергии.

Солнечная система отопления является существенной но вознаграждающей инвестицией. Она может уменьшить ваши ежемесячные счета за отопление и одновременно обеспечивать защиту окружающей среды.

Что такое солнечные водонагреватели?

Солнечные нагреватели, или солнечные тепловые системы, обеспечивают экологически чистое тепло для бытового водоснабжения, отопления, и бассейнов. Системы собирают солнечную энергию для нагрева воздуха или жидкости. Затем воздух или жидкость передает солнечное тепло прямо или косвенно вашему дому, воде или бассейну.

Солнечные водонагреватели, которых иногда называют солнечными системами горячего водоснабжения, могут быть хорошей инвестицией для вас и вашей семьи. Солнечные водонагреватели являются экономически эффективными в течение всего срока службы системы. Хотя солнечные водонагреватели стоят дороже, чем обычные водонагреватели, но они используют бесплатный источник энергии — солнце. Солнечные технологии отопления могут быть использованы в любом климате. Чтобы воспользоваться преимуществами солнечной энергии, вам потребуется наличие незатененной области, которая выходит на юг, юго-восток или юго-запад. В некоторых случаях, может потребоваться установка солнечных коллекторов на западной стороне.

Тип системы, в том числе и тип коллектора (является ли он активным или пассивным), зависит от нескольких факторов. Это — участок, климат в котором вы живете, установка, стоимость, и как вы хотите солнечную систему отопления использовать.

Каковы основные компоненты солнечной системы?

Солнечные водонагреватели и солнечные обогреватели состоят из солнечных коллекторов, и все системы, кроме обогревателей бассейнов, имеют резервуары. В системах обогрева бассейнов, сам бассейн служит резервуаром, а фильтрационный насос бассейна циркулирует воду через коллекторы. Активные системы также имеют циркуляционные насосы и управление; пассивные системы работают без дополнительного оборудования.

Три типа солнечных коллекторов используются для жилых помещений: плоские, интегрированные (ICS) и вакуумные.

Плоские коллекторы

Плоские коллекторы являются наиболее распространенными. Застекленные плоские коллекторы по существу изолированы от атмосферных влияний, содержат темные пластины абсорбера (поглотителя). Незастекленные плоские коллекторы — это просто темная пластина абсорбера из металла или полимера. Незастекленные плоские коллекторы изготовлены из полимерных материалов обычно используются в солнечных системах отопления бассейнов.

Интегрированные коллекторные системы

Интегрированные коллекторные системы, также известные как ICS, выполнены из одного или более черных резервуаров или труб, помещенных в изолированный застекленный контейнер. Сначала холодная вода проходит через солнечный коллектор, который предварительно нагревает воду, а затем попадает в обычный резервный водонагреватель. ICS системы — это простой, надежный солнечный водонагреватель. Однако их следует устанавливать только в таких климатических зонах, где зимой не бывает сильных холодов. Открытые трубы могут просто замерзнуть.

Вакуумные коллекторы

Вакуумные солнечные коллекторы, как правило сделаны из параллельных рядов прозрачных стеклянных трубок. Каждая стеклянная трубка внутри содержит металлическую трубку абсорбера. Абсорбер покрыт высоко-селективным покрытием, которое улавливает солнечную энергию, а между внешней и внутренней стеклянной трубкой находится вакуум. Именно вакуум помогает сохранить около 95% улавливаемой тепловой энергии.

Резервуары хранения

Большинству солнечных водонагревателей требуется хорошо изолированный накопительный резервуар. Солнечные резервуары имеют дополнительные впускные и выпускные отверстия для соединения с коллектором. Активные солнечные системы обычно включают в себя резервуар для хранения наряду с обычными водонагревателем. В системах с двумя резервуарами, солнечный водонагреватель подогревает воду перед подачей ее в обычный водонагреватель. В системах с одним резервуаром, резервный нагреватель помещается в один резервуар.

Активные солнечные водонагреватели

Активные солнечные водонагреватели используют насосы для циркуляции воды или незамерзающей жидкости (теплоносителя) из резервуаров через коллекторы. Активные системы, как правило, дороже, чем пассивные, но они также более эффективные.

Системы прямой циркуляции используют насос для циркуляции бытовой воды через коллекторы. Они хорошо работают в климате, где заморозки бывают крайне редко. Системы непрямой циркуляции используют насосы для циркуляции незамерзающего теплоносителя через коллекторы и теплообменник. Он нагревает воду, которая потом поступает в дом. Такие системы популярны в холодном климате.

Пассивные солнечные водонагреватели

Пассивные солнечные водонагреватели перемещают воду теплоноситель через систему без использования насосов или электричества. Пассивные системы работают без электроэнергии, но они не должны использоваться в климате, где температура часто опускается ниже нуля. Как правило, пассивные системы дешевле, чем другие типы солнечных систем. Они также являются более надежными и имеют более длительный срок службы, однако, пассивные системы обычно не так эффективны, как активные системы.

Интегрированные ICS пассивные солнечные системы — хороший выбор где температура редко опускается ниже нуля. Они также хороши в домашних хозяйствах, где значительная потребность горячей воды существует днем и вечером.

Термосифонные системы

Принцип работы термосифонной системы основан на разности плотности нагретого и охлажденного теплоносителя. Когда вода (теплоноситель) горячая, она поднимается, а когда холодная — опускается. В этой системе, коллектор должен быть установлен ниже резервуара так, что горячая вода поднималась в резервуар. Эти системы надежны, но перед установкой ее на крышу, следует учитывать большой вес резервуара. Термосифонные пассивные солнечные системы, как правило дешевле, чем активные системы, но дороже, чем ICS системы.

Как улучшались солнечные системы?

С начала 1970-х годов, эффективность и надежность систем солнечного отопления и коллекторов значительно возросли, а цена упала. Усовершенствование материалов и более привлекательный дизайн сделали их более доступными и популярными.

В настоящее время, вместо обычного стекла для остекления, используется закаленное стекло с низким содержанием железа. Улучшенная изоляция и прочное селективное покрытие абсорберов улучшили эффективность и помогли снизить затраты за срок службы. Внешний вид системы также сильно улучшился. Современные коллекторы обычно могут быть установлены на одном уровне с крышей.

Зачем мне инвестировать в солнечные тепловые системы?

Первый вопрос, который многие люди спрашивают при рассмотрении домашних расходов: «Сколько это будет стоить?» Ответ зависит от типа системы, и как вы хотите ее использовать (например, для нагрева воды в бассейне или подачи горячей воды в дом), и вашего географического местоположения. Но большинство солнечных тепловых систем стоит в порядке нескольких тысяч долларов. Хотя это, как правило, больше, чем стоимость обычной газовой или электрической системы, современные солнечные системы являются очень экономически конкурентоспособными, если учесть общие энергетические затраты в течение всего срока службы системы.

Как правило, ваши ежемесячные счета за газ или электроэнергию были ниже и более предсказуемые до тех пор, пока у вас появился дом. Кроме того, солнечные системы отопления обеспечат независимость от роста цен на топливо.

Еще одна важная причина инвестировать в солнечные системы может быть менее ощутимой. Когда вы покупаете солнечную систему отопления, вы поддерживаете технологии, которые хороши для окружающей среды. Вы делаете сознательное и ответственное дело, чтобы помочь уменьшить вредные выбросы ископаемых видов топлива, сохраняя при этом качество вашей жизни.

Как ваша солнечная система отопления поможет окружающей среде?

В зависимости от типа обычно используемого топлива, заменив электрический водонагреватель на солнечный, можно компенсировать эквивалентно от 40 до 100 процентов выбросов диоксида углерода легкового автомобиля. Углекислый газ удерживает тепло в атмосфере, что способствует возникновению парникового эффекта, который изменяет климат нашей планеты и экологические системы. Использование солнечной энергии вместо не возобновляемых видов топлива может уменьшить уровень оксидов азота и диоксида серы, которые являются компонентами смога.

Подходит ли мой дом для солнечной системы отопления?

Первое что требуется рассмотреть перед созданием солнечной тепловой системы — это ваш участок. Существуют ли не затененные зоны, в целом выходящие на юг? Если да — вопрос решен. Профессионал должен оценить вашу крышу в качестве места для установки коллекторов. Если на крыше места не хватает, вы также можете установить систему на земле. Количество солнца доступного на вашем участке, как часто температура падает ниже ноля, также как и другие факторы, влияют на тип солнечной системы.

Какого размера должна быть моя солнечная система, и на какие функции обратить внимание?

Некоторые ответы на вопросы о размере и возможностях системы зависит от того, как планируется использовать солнечную систему. Здесь вы найдете общую информацию про размер системы для нагрева воды, бассейнов, и отопления помещений.

Размеры тепловой системы для нагрева бытовой воды

Так же, как обычные, солнечные водонагреватели бывают разных размеров. Определение размера солнечных водонагревателей заключается в определении общей площади коллектора и объема резервуара, чтобы удовлетворить от 90% до 100% потребности горячей воды в течение лета. Для расчета, как правило, используются компьютерные программы.

Как правило, проектировщики следуют ориентира — 2 квадратных метра площади коллектора на каждого из первых двух членов семьи. На каждого дополнительного добавляется 0,7 квадратных метров (если проживаете в южном климате) и от 1,1 до 1,3 квадратных метров (если проживаете в более холодном климате).

Для активных систем, размер резервуара увеличивается исходя из размеров коллектора. Небольшой системы (250 литров) как правило, достаточно для одного — трех человек; системы среднего размера (300 литров) — для трех-четырех человек; и большая система (450 литров) подходит для четырех — шести человек.

Размеры солнечной системы для нагрева бассейна

Для нагрева бассейна солнечной энергией потребуется коллектор от 50% до 100% площади поверхности вашего бассейна. Ваше географическое расположение и другие факторы определят точный размер. Например, бассейну 4,5 — 9 метров в теплом климате обычно требуется такой коллектор как и площадь самого бассейна (100%). Это потому, что в теплом климате люди пользуются бассейном круглый год. В более холодном климате, где бассейн используется только 3 — 4 месяца в год, потребуется коллектор более меньшей площади (около 50% — 60% площади поверхности бассейна).

В целом, добавляя больше площади удлиняет купальный сезон и позволяет владельцам использовать бассейн в более холодную погоду. Накрытие бассейна снижает потери тепла и помогает поддерживать теплую температуру в течение длительного периода.

Размеры солнечной системы для отопления помещений

В отличие от солнечного нагрева воды, солнечное отопление помещений как правило, требует больших и более сложных систем. Размер площади коллектора необходимого для отопления дома зависит от многих факторов. К ним относятся: доступное количество солнечной энергии, эффективность коллектора, местный климат и потребность отопления. Потребность отопления зависит от уровня изоляции, герметичности дома и образа жизни жителей. Как правило, площадь солнечного коллектора примерно равна 10% — 30% от площади пола в доме.

Сколько денег солнечная система может сэкономить и сколько это будет стоить?

Экономия зависит от того, как солнечная система будет использоваться, а также, от ее типа и размера.

Экономия и расходы для солнечного нагрева бытовой воды

В долгосрочной перспективе солнечные системы отопления позволяют сэкономить много денег. По сравнению с электрическими водонагревателями, годовые расходы на электроэнергию используя солнечные системы, сокращаются на 50 — 85 процентов. В зависимости от цены традиционного топлива, солнечный водонагреватель будет более экономичным в течение срока службы, чем нагревание воды с помощью электричества, мазута, пропана, или даже природного газа. Это потому, что он использует бесплатную энергию солнца.

Часто люди выбирают электрические водонагреватели потому, что их очень легко установить и они относительно недорогие. Однако исследования показывают, что средняя семья с электрическим водонагревателем на нагрев воды тратит около 25% всех средств за энергию дома.

Экономия и расходы на солнечное отопление бассейна

Покупка и установка солнечной системы для вашего бассейна обойдется вам в 1 — 3 тыс. долларов. Это обеспечивает окупаемость от 1,5 до 7 лет, в зависимости от стоимости топлива, которого ваша система заменяет. Фактические затраты и окупаемость зависит от участка, типа системы и продолжительности купального сезона.

Часто окупаемость даже не может быть рассчитана, потому что многие люди не хотят отапливать бассейны в целом, учитывая дополнительные расходы на энергию. Солнечная система позволяет таким домовладельцам плавать в бассейне, в котором делать это ранее было слишком дорого или слишком холодно.

Экономия и расходы на солнечное отопление помещений

Стоимость солнечной системы отопления помещений зависит от многих факторов, в том числе, размера вашего дома, герметичности, количества требуемого тепла с обычного резервного источника, системы и участка. В целом, солнечные системы отопления помещений могут обеспечить от 40% до 60% потребностей на отопление. Наиболее экономичным системы являются для тех, которые иначе бы отапливались электричеством, а не природным газом или другим видом топлива.

Солнечное отопление помещений больше всего необходимо, когда солнечный свет является наименее доступным, в течение зимы и в ночное время и меньше необходимо — в течение лета и днем. Поэтому сегодняшние солнечные технологий вряд ли будут экономически эффективным решением для активного солнечного отопления в большинстве домов. Тем не менее, хорошая альтернатива, чтобы использовать методы пассивного солнечного дизайна.

Какие проблемы в обслуживании и затраты на ремонт солнечных тепловых систем?

Расходы на содержание вашей солнечной системы зависят от типа технологии и как часто температура в вашем регионе опускается ниже нуля. Пассивные системы не требуют особого технического обслуживания. А на счет активных систем вам следует обсудить это с поставщиком или внимательно прочитать руководство по эксплуатации. Водопровод и другие обычные компоненты требуют такого же обслуживания как и в обычных системах.

Регулярное техническое обслуживание простых систем производится раз в 3 — 5 лет, предпочтительно поставщиком. Системы с электрическими компонентами обычно требуют замены одного — двух элементов через 10 лет. Простые, регулярные проверки системы также могут быть эффективными.

Нужна ли мне обычная система в качестве резервной?

Нуждаетесь ли вы в резервной системе для солнечной системы отопления во многом зависит от типа солнечной системы и где вы живете. В пасмурные дни и при повышенном спросе горячей воды, солнечным водонагревательным системам почти всегда нужна резервная система. Резервная система — это газо или электро водонагреватель, который уже может быть частью солнечной системы. Он также может быть частью солнечного коллектора, как резервуар на крыше с термосифонной системой.

Например, ICS системы могут быть с проточным газовым водонагревателем в качестве резервной системы. ICS система хранит горячую воду помимо накопления солнечного тепла, а проточный водонагреватель обеспечивает горячую воду, когда солнечное тепло не доступно.

Большинство людей не нуждаются в использовании резервного нагревателя для солнечных нагревателей бассейнов. В холодном климате солнечные нагреватели бассейнов используются в основном в летнее время. СПА или горячие ванны являются исключением. В теплом климате нагреватели для бассейнов могут быть использованы круглый год.

Если вы решили установить солнечную систему отопления помещений, вам наверняка будет необходима резервная система. Чтобы производить достаточно энергии для отопления дома в ночное время и в зимний период, системы отопления требуют большой площади коллектора, значительного резервуара и высокоэффективных ограждающих конструкций здания. Солнечная система отопления помещений как правило, обеспечивает от 40% до 60% потребностей для обогрева вашего дома. Резервная система гарантирует, что ваш дом будет теплым во время отключения электроэнергии, в прохладные дни или в большую облачность.

Узнать больше:

 Остались вопросы? Напишите нам: [email protected]

 

 

ЗАКАЗАТЬ РАСЧЁТ

 Если выбор гелиосистемы вызывает у Вас затруднение, оставьте заявку на расчёт и квалифицированные специалисты нашей компании помогут подобрать солнечную водонагревательную установку удовлетворяющую Вашим потребностям. 

 

Солнечные системы — Vaillant

Солнечные системы

В отличие от ископаемых топлив, солнечная энергия практически неисчерпаема, она экологически чистая и бесплатная. Современные отопительные системы могут сочетаться с солнечными коллекторами, делая солнечные системы обогрева доступными для получения горячей воды или для подачи дополнительного тепла в контур отопления.

Использование солнечного излучения в качестве тепловой энергии называется тепловым обогревом. Его не следует путать с фотовольтаическим эффектом, который заключается в получении электрического тока от солнечного света. Большие возможности использования солнечной энергии давно уже получили признание: Наша опробованная и испытанная технология доказала себя за многие годы.

Преимущества солнечной энергии:

• Бесконечное количество бесплатной энергии
• Отсутствие выбросов CO2 во время работы
• Экономия затрат: на 60 % меньше энергии на нагрев воды, на 25 % меньше энергии на отопление
• Сокращает потребление ископаемых видов топлива
• Солнечную тепловую систему можно интегрировать в существующие системы
• Современные системы эффективно работают даже зимой

Как работает солнечный обогрев

Солнечные водонагреватели работают по принципу чёрного садового шланга, который лежит на солнце. Поверхность шланга поглощает солнечные лучи и, в частности, тепловое излучение, нагревая при этом находящуюся в нём воду.

Солнечный нагрев работает следующим образом:

1. Коллекторы с помощью поглотителя поглощают солнечный свет. В нём нагревается особый жидкий теплоноситель.
2. Насос подаёт жидкость на теплообменник солнечного аккумулятора.
3. В нём тепловая энергия передаётся на аккумулирующий бак.
4. При недостаточности солнечной радиации для нагрева воды, обычная отопительная система подогревает аккумулирующий бак до установленной температуры.

Солнечная тепловая система в зависимости от конструкции покрывает приблизительно до 60 % энергии, необходимой для удовлетворения потребностей в горячей воде.

Использование солнечной энергии для отопления

Кроме производства горячей воды для бытовых нужд, нагретый в коллекторах теплоноситель может использоваться для дополнительного подогрева бытовой горячей воды. Этот метод обеспечивает занимательную поддержку работы нагревательной системы и даёт существенную экономию. Таким образом, даже при умеренных температурах, благодаря системе солнечной поддержки блок нагрева часто может оставаться выключенным.

Ключевым элементом данного решения является комбинированный бак, то есть, буферный бак в сочетании с домашней системой горячей воды. При достаточном уровне солнечного излучения, теплоноситель, который находится в солнечной системе обогрева, нагревает воду в одном из баков при помощи находящегося в его нижней части теплообменника. В случае уменьшения температуры, например, из-за того, что вы долго принимаете душ, включается нагревательный блок через вторую цепь, которая осуществляет дополнительный нагрев воды.

Солнечные нагревательные системы от Vaillant — надежные и гибкие

Как правило, солнечной энергии недостаточно, чтобы покрыть весь спрос на тепловую энергию круглый год. Поэтому, лучше всего её использовать в традиционной системе. Сочетание с газовой или жидкотопливной технологией конденсации является оптимальным и экономичным решением. Конечно, сочетание солнечного нагрева с тепловым насосом или отоплением пеллетами еще более эффективно.

Солнечные коллекторы

Различают два типа солнечных тепловых (генерирующих тепло) коллекторов, которые используются в солнечных тепловых системах: плоский коллектор и вакуумный трубчатый коллектор.

Плоские коллекторы — Энергия на поверхности

Главным элементом плоского коллектора является поглощающая поверхность, которая ориентирована на солнце. Покрытие поглощающей поверхности сконструировано таким образом, что оно способно поглощать максимум излучения и отражает лишь небольшую часть энергии. Поглощенная энергия передается на теплоноситель, который циркулирует в трубках под поверхностью поглотителя.

С технической точки зрения плоские коллекторы отличаются от вакуумных трубчатых коллекторов, главным образом, изоляцией поглотителя. В плоском коллекторе используется традиционный изолирующий материал, такой как минеральная вата или полиуретановая пена.

Преимущества плоского коллекторов:

• Более низкая закупочная стоимость
• Низкие затраты на обслуживание и ремонт
• Идеально подходят для низкотемпературных систем для обеспечения горячей водой или поверхностного отопления

Для того чтобы предложить высококачественные коллекторы, эффективные в каждой системе и комбинации систем за выгодную цену, Vaillant разработала плоские коллекторы. Благодаря инновационным технологиям они достигают самую высокую эффективность с оптимальной выработкой солнечной энергии при существенном снижении стоимости.

Вакуумные трубчатые коллекторы — самая высокая выработка солнечной энергии от трубчатых коллекторов

Функциональный принцип вакуумных трубчатых коллекторов такой же самый, что и для плоских коллекторов. Они также поглощают солнечное излучение с помощью поглотителей и затем передают солнечную энергию в форме тепловой энергии на теплоноситель.

Однако в отличие от пластинчатых коллекторов, вакуумные трубчатые коллекторы используют хороших изолирующие свойства вакуума. Именно поэтому они и называются вакуумными трубчатыми коллекторами. Благодаря вакууму в стеклянной трубке тепловые потери почти полностью отсутствуют. Кроме того, под каждой отдельной трубкой устанавливается отражатель, который фокусирует солнечный свет на поглощающую трубку. В целом, вакуумные трубчатые коллекторы более эффективны, чем плоские коллекторы.

Преимущества вакуумных трубчатых коллекторов:

• Более высокая эффективность, лучшая производительность даже при меньшем количестве солнечного света и при рассеянном свете.
• Может также использоваться на участке крыши, не ориентированном строго на юг.
• Производит более высокую температуру и может быть интегрированным с высокотемпературными нагревательными системами.

Вакуумный трубчатый коллектор фирмы Vaillant auroTHERM exclusiv является выбором для тех, кто стремится к оптимальному использованию солнечной энергии. Конструкция вакуумного трубчатого коллектора позволяет достичь максимальной производительности даже отклонениии солнечных лучей и рассеянном солнечном свете, постоянно высокая выработка солнечной энергии, и, в целом, максимально возможное получение энергии.

Узнайте больше о солнечных коллекторах от Vaillant

Быстрая, безопасная и легкая сборка

Для всех солнечных коллекторов нашей линейки предусмотрена унифицированная систем креплений. Это существенно ускоряет и облегчает установку. Можно гарантировать, что коллекторы устанавливаются быстро, безопасно и легко. Более того, наша система обеспечивает максимальную гибкость при её монтаже.

Независимо от конфигурации, вертикальная или горизонтальная, одна группа рядом с другой или одна над другой — любая конфигурация установки возможна с нашими коллекторами. Также наши коллекторы можно вмонтировать в кровлю и установить на плоской крыше в дополнении к классическому варианту установки на крыше. Вы можете также выбрать вертикальную и горизонтальную ориентацию коллектора.

Это вас может заинтересовать:

Солнечная энергия для горячего водоснабжения. Теория

Исторически Советские, а позже и Российские граждане были вынуждены закаляться «как сталь» отчасти в связи с хроническим отсутствием горячей воды, даже в больших городах. Тем не менее, на дворе 21 век и обеспечить себя горячим водоснабжением довольно просто, не прибегая к помощи водоканала и энергетических компаний. Солнечная энергия, которой вполне достаточно на поверхности земли, может эффективно использоваться для нагрева воды, необходимой для бытовых нужд.

Солнечные батареи или коллектора

Существует два основных мнения о том, каким образом получать горячую воду в автономном здании. Первое мнение гласит о том, что для нагрева воды можно использовать солнечные батареи. Разумное зерно в таком подходе, безусловно, есть, ведь любой автономный дом уже оборудован солнечной электростанцией и ничего не мешает заложить мощность солнечного массива с учетом электрического бойлера, к тому же цена на солнечные фотоэлектрические модули стремительно снижается в последние годы. Несмотря на очевидные преимущества, данный метод годится, если потребность в горячей воде не велика (50-100литров/сутки), так как КПД солнечных батарей не велик (13-20%), к тому же существуют потери энергии в самой солнечной электростанции.

Для нагрева большого количества воды (150литров/сутки и более) целесообразно использовать устройства для прямого нагрева жидкости от солнечного излучения — солнечные коллектора, КПД которых достигает 90%. Существуют два основных типа солнечных водонагревателей:

• плоские солнечные коллекторы;
• коллекторы с вакуумными трубками.

В плоских коллекторах теплоизоляция жидкости от окружающей среды осуществляется за счет селективных покрытий стекла и теплоизоляционных материалов. В вакуумных солнечных коллекторах нагрев происходит в вакуумных трубках, служащих идеальным теплоизолятором. В настоящее время устройства обоих типов близки по характеристикам и по стоимости.

Приведем данные для солнечного коллектора площадью 2м2, установленного в Ленинградской области:

                                                       

Варианты применения солнечных коллекторов в системах ГВС

Приведем различные теплотехнические схемы систем ГВС с применением солнечных коллекторов.

Одноконтурная схема с естественной циркуляцией. Холодная вода поступает в нижнюю часть бойлера. Горячая вода забирается из верхней точки бойлера. Солнечный коллектор подключается между нижней и средней точкой бойлера. Циркуляция возникает за счет разности плотностей нагретой и холодной воды. Данная схема применима только в летний период.

                                              

Рис.1 Одноконтурная схема с естественной циркуляцией.

В двухконтурной системе с естественной циркуляцией уже можно использовать в качестве теплоносителя антифриз и эксплуатировать систему круглый год. Принцип работы тот же, что и в предыдущей схеме за исключением того, что используется бойлер с косвенным нагревом.

                                                

Рис.2 Двухконтурная схема с естественной циркуляцией.

Как наиболее эффективная чаще всего применяется двухконтурная схема с принудительной циркуляцией, когда теплоноситель перекачивается циркуляционным насосом. Такая схема не накладывает ограничений на размещение оборудования и позволяет снизить диаметр трубопроводов. Однако для нормальной работы системы требуется блок автоматики с двумя термодатчиками (температура в бойлере и температура в солнечном коллекторе). Задача автоматики – управлять насосом с целью предотвращения перегрева бойлера и сброса тепла в окружающую среду через солнечный коллектор.

                                              

Рис.3 Двухконтурная схема с принудительной циркуляцией.

 

Статьи со схожей тематикой:

Устройство солнечной батареи..

Альтернативные источники энергии..

Как расcчитать солнечную электростанцию..

Подогрев воды в бассейне с помощью солнечного нагревателя

   Для поддержания комфортной температуры воды в бассейне рекомендуется использовать солнечные коллекторы. Это выгодная альтернатива электронагревателям.
Солнечный коллектор — это устройство, с помощью которого бесплатная солнечная энергия преобразуется в тепловую энергию.

Почему солнечная система для нагрева воды в бассейне с каждым годом становится все более востребованной?

• 1. Преимуществом вышеуказанного оборудования является большая экономия денежных средств, так как солярные коллекторы преображают совершенно бесплатную солнечную энергию в тепловую. Так же при использовании солнечных нагревателей необходимо отметить их экологическую безопасность, простоту и удобство в монтаже и последующем использовании, возможность установки возле любого вида каркасных и надувных бассейнов.
  2. При производстве солярного коллектора на чешском производстве «Mountfield» используются самые современные  материалы и технологии, что делает их оборудование одним из самых эффективных методов подогрева воды и позволяет существенно продлить купальный сезон.
  3. Стоит отметить, что солнечные нагреватели выделяются высокой производительностью, с их помощью можно повысить температуру воды в бассейне до 6 град.С, имеют небольшой вес и габариты, эстетичный внешний вид. Такие конструкции можно разместить на любой открытой для солнечных лучей площадке и в случае необходимости перенести в другое место, угол наклона, при желании, так же с легкость можно изменить в зависимости от направления солнца, что повышает их эффективность.
  4. Еще одной отличительной особенностью является также то, что с помощью данного метода подогрева можно получить теплую воду даже в случае проблем с электричеством. Однако, важно учитывать зависимость от климата в регионе, так как максимальной эффективности от использования солнечного коллектора можно достичь в основном в жаркие и теплые дни.

Данные солярные системы стремительно набирают популярность во всем мире, так как крайне выгодны и в глобальном, и в материальном смысле. По поводу более детальной консультации обращайтесь, пожалуйста, к менеджерам нашего интернет-магазина.

Солнечные водонагреватели | Министерство энергетики

Солнечные водонагреватели, также называемые солнечными системами горячего водоснабжения, могут быть экономичным способом получения 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 воды 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 косвенной 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 водонагревательные системы

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

• Интегральные пассивные системы коллектора-накопителя
  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 течет через систему, когда теплая вода поднимается, а более холодная вода опускается. Коллектор необходимо установить под накопительной емкостью, чтобы в емкость поднималась теплая вода. Эти системы надежны, но подрядчики должны уделять особое внимание конструкции крыши из-за тяжелого резервуара для хранения. Обычно они дороже интегральных пассивных систем коллектор-накопитель.

Резервуары для хранения и солнечные коллекторы

Для большинства солнечных водонагревателей требуется накопительный резервуар с хорошей изоляцией. Баки для хранения солнечной энергии имеют дополнительный выход и вход, соединенные с коллектором 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 солнечные коллекторы трех типов:

• Плоский коллектор
  Стеклянные плоские коллекторы — 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 водонагревательной системы необходимо сделать следующее:

Также необходимо изучить различные компоненты, необходимые для солнечных водонагревательных систем, в том числе следующие:

Установка и обслуживание Система

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 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 отборе потенциальных подрядчиков на установку и / или техническое обслуживание, задавайте 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 водонагреватель правильно установлен и обслуживается, попробуйте некоторые дополнительные стратегии энергосбережения, которые помогут снизить счета за нагрев воды, особенно если вам требуется резервная система. Некоторые энергосберегающие устройства и системы дешевле устанавливать вместе с водонагревателем.

Другие варианты водонагревателей

Размещение солнечной водонагревательной системы

Перед тем, как купить и установить солнечную систему нагрева воды, вам необходимо сначала рассмотреть солнечные ресурсы вашего участка, а также оптимальную ориентацию и наклон вашего солнечного коллектора.Эффективность и конструкция солнечной системы водяного отопления зависит от того, сколько солнечной энергии достигает вашей строительной площадки.

Солнечные водонагревательные системы используют как прямое, так и рассеянное солнечное излучение. Даже если вы не живете в теплом и солнечном климате большую часть времени — например, на юго-западе Соединенных Штатов — на вашем участке все равно может быть достаточный солнечный ресурс. Если на вашей строительной площадке есть незатененные участки и, как правило, она выходит на юг, это хороший кандидат на установку солнечной системы нагрева воды.Ваш местный поставщик или установщик солнечной системы может выполнить анализ солнечной системы.

Как ориентация, так и наклон коллектора влияют на производительность вашей солнечной водонагревательной системы. Ваш подрядчик должен учитывать оба фактора при оценке солнечного ресурса вашего объекта и определения размера вашей системы.

Ориентация коллектора

Солнечные коллекторы горячей воды должны быть ориентированы географически, чтобы максимизировать количество дневной и сезонной солнечной энергии, которую они получают. В целом, оптимальная ориентация солнечного коллектора в северном полушарии — истинный юг.Однако недавние исследования показали, что, в зависимости от вашего местоположения и наклона коллектора, ваш коллектор может смотреть до 90 градусов к востоку или западу от истинного юга без значительного снижения его производительности.

Вы также захотите принять во внимание такие факторы, как ориентация крыши (если вы планируете установить коллектор на крыше), особенности местного ландшафта, которые затеняют коллектор ежедневно или сезонно, и местные погодные условия (туманное утро или облачный день). поскольку эти факторы могут повлиять на оптимальную ориентацию вашего коллекционера.

Наклон коллектора

Сегодня большинство солнечных водонагревательных коллекторов устанавливаются на крыше. Это более эстетично, чем стоечные коллекторы, которые торчат с крыши под странными углами. Таким образом, у большинства коллекторов такой же наклон, как и у крыши.

Хотя оптимальным углом наклона коллектора является угол, равный вашей широте, плоская установка коллектора на наклонной крыше не приведет к значительному снижению производительности системы. Однако вы захотите принять во внимание угол наклона крыши при выборе размера вашей системы.

Солнечная горячая вода: полное руководство

Последнее обновление: 20.12.2019

Вы используете горячую воду дома каждый день, когда принимаете душ, стираете белье или моете посуду. Солнечные водонагревательные системы используют энергию солнца для нагрева воды в вашем доме.

Солнечные водонагреватели (также известные как солнечные водонагреватели ) являются альтернативой обычным водонагревателям, включая водонагреватели без резервуаров, газовые водонагреватели, электрические водонагреватели или водонагреватели с тепловым насосом (все из которых используют либо газ, нефть или электричество для их питания.Мы использовали солнечную энергию для нагрева воды на протяжении веков, но только в 1980-х годах компании по производству солнечной горячей воды начали набирать обороты в США, сделав солнечную горячую воду жизнеспособным вариантом для владельцев недвижимости

Обзор солнечной горячей воды

• Солнечная система горячего водоснабжения использует солнце для производства теплой воды для вашего дома
• Солнечное тепло улавливается коллекторами на вашей крыше
• Вы можете почти полностью отказаться от счетов за отопление воды с помощью солнечной энергии
• Вы можете установить солнечную горячую воду в дополнение к обычному водонагревателю

Используя солнечную систему горячего водоснабжения, вы можете использовать энергию солнца для экономии денег, уменьшив вашу зависимость от традиционных источников энергии, таких как нефть, электричество и газ.Солнечная система горячего водоснабжения сокращает выбросы парниковых газов в атмосферу, а также помогает вам в долгосрочной перспективе сэкономить деньги за счет сокращения счетов за газ и электроэнергию.

Как работает солнечная система водяного отопления: основы

Солнечные системы горячего водоснабжения собирают тепловую энергию солнца и используют ее для нагрева воды в вашем доме. Эти системы состоят из нескольких основных компонентов: коллекторов, накопительного бака, теплообменника, системы управления и резервного нагревателя.

Коллекторы

Панели солнечной тепловой системы известны как «коллекторы» и обычно устанавливаются на крыше.

Эти коллекторы отличаются от фотоэлектрических солнечных панелей, с которыми вы, вероятно, знакомы, потому что вместо выработки электроэнергии они вырабатывают тепло. Солнечный свет (или «солнечное излучение») проходит через стеклянное покрытие коллектора и попадает на компонент, называемый пластиной-поглотителем, которая имеет покрытие, предназначенное для улавливания солнечной энергии и преобразования ее в тепло. Вырабатываемое тепло передается «теплоносителю» (антифризу или питьевой воде), содержащемуся в небольших трубках в пластине.

Коллекторы бывают разных размеров. Размер и количество коллекторов, которые вы установите, зависят от того, сколько солнечного света получает ваша крыша и сколько горячей воды вы используете в своем доме. Также они изготавливаются в двух стилях: плоская пластина и вакуумная трубка. Плоские коллекторы обычно дешевле, но могут улавливать меньше солнечного света и менее эффективны в более холодных условиях. Вакуумные трубчатые коллекторы занимают меньше места на крыше, но они более тяжелые и хрупкие.

Теплообменник и накопительный бак

Когда теплоноситель в ваших коллекторах нагревается, он перемещается в ряд труб, известных как «теплообменник», который расположен внутри резервуара для хранения вашей горячей воды.Когда эти трубы заполнены нагретой теплоносителем, тепло передается от труб к вашей воде, делая горячую воду готовой для использования в вашем доме.

Система управления

Большинство солнечных систем горячего водоснабжения имеют систему управления, которая гарантирует, что вода в накопительном баке не станет слишком горячей. Системы контроллеров также могут предотвратить циркуляцию холодной воды через систему, когда на улице очень холодно и перекачивающая жидкость недостаточно нагревается.

Резервный нагреватель

Наконец, каждая солнечная система горячего водоснабжения оснащена резервной системой. В дни, когда слишком облачно для выработки достаточного количества нагретой воды за счет солнечной энергии, срабатывает резервный обогреватель и вырабатывает горячую воду для вашего дома с помощью газа или электричества. На резервные нагреватели будет приходиться примерно 20 процентов вашего потребления горячей воды в течение года.

Типы солнечных систем горячего водоснабжения: прямые и непрямые, активные и пассивные

Каждая солнечная система горячего водоснабжения состоит из одинаковых основных частей, но есть некоторые различия в конструкции системы.Вы должны выбрать между прямой или косвенной системой, которая влияет на то, как жидкость нагревается в коллекторах. Вы также должны решить, хотите ли вы активную или пассивную солнечную систему горячего водоснабжения, которая влияет на то, как жидкость движется через вашу систему.

Прямое и косвенное горячее водоснабжение от солнечной энергии

Основное различие между прямым и непрямым солнечным нагревом воды заключается в типе жидкости, используемой для сбора тепла в системе. В непрямой системе солнечная энергия собирается и удерживается в специальной антифризной жидкости.Антифриз циркулирует в резервуаре для горячей воды, который нагревает воду для использования в вашем доме. Для сравнения: при прямой установке ваша вода получает тепло непосредственно от солнца, а не сначала собирается в переносящей жидкости.

Большинство солнечных систем горячего водоснабжения в Соединенных Штатах используют косвенные солнечные системы горячего водоснабжения. Непрямые системы более устойчивы к холоду и лучше сохраняют тепловую энергию в холодные зимние месяцы. Однако косвенные системы также более дороги, чем прямые системы.

Прямые солнечные системы горячего водоснабжения могут работать для некоторых домовладельцев в самых южных частях страны, но большинство жителей США захотят установить косвенную систему, чтобы избежать потери эффективности в более холодные периоды года.

Активное и пассивное солнечное горячее водоснабжение

В вашей солнечной установке для горячего водоснабжения антифриз или вода перемещаются по системе с помощью регулирующего насоса или под действием силы тяжести. Контроллерные насосы используются только в активных солнечных установках для горячего водоснабжения.Пассивные системы полагаются на гравитацию для перемещения жидкости и воды.

Хотя пассивные системы менее сложны в установке, они также намного менее эффективны, чем активные системы. Кроме того, для работы некоторых пассивных систем резервуар для хранения должен быть установлен выше, чем коллекторы, что может создать большую нагрузку на вашу крышу. Большинство солнечных систем горячего водоснабжения в США активны, что означает, что у них есть контроллер, который прокачивает воду или антифриз через систему.

Часто задаваемые вопросы: работают ли солнечные системы горячего водоснабжения в пасмурную погоду?

Ваши солнечные тепловые коллекторы будут поглощать немного тепла в пасмурные дни, но не будут работать так хорошо, как в солнечную погоду. Солнечные системы горячего водоснабжения обычно включают резервный водонагреватель, который можно использовать, если вы переживаете несколько пасмурных или дождливых дней подряд.

Подробнее

Стоят ли они затрат?

Установка солнечного водонагревателя — один из популярных способов для домовладельцев снизить свои счета за электроэнергию.В этих системах используется возобновляемая энергия, чтобы снизить потребность в электроэнергии из сети, обеспечивая при этом большие объемы горячей воды.

В этом блоге мы объясним, как работают солнечные водонагреватели, рассмотрим популярные бренды, дадим советы по выбору подходящего для вас и, самое главное, покажем вам, сколько денег вы можете сэкономить.

Что такое солнечный водонагреватель?

В отличие от традиционных водонагревателей, солнечные водонагреватели не используют энергию из сети для нагрева воды. Вместо этого в этих высокоэффективных приборах используются специальные солнечные коллекторы на вашей крыше для получения энергии от солнца.Собранная солнечная энергия затем используется для нагрева воды в вашем доме.

Солнечные водонагреватели были чрезвычайно популярны в прошлом, потому что они сокращают ваши счета за электроэнергию и позволяют нагревать воду с помощью чистой энергии. Солнечные коллекторы напрямую нагревают вашу воду и не поставляют в ваш дом никакой другой солнечной энергии.

В последнее время люди выбирают водонагреватели с электрическим тепловым насосом, которые сочетаются с домашними системами солнечных батарей. Электрические тепловые насосы используют энергию сети для нагрева воды, однако в сочетании с домашней солнечной системой они по-прежнему могут работать на солнечной электроэнергии.

Если вы не можете установить полноценную домашнюю солнечную систему или если у вас есть дом, не подключенный к электросети, автономный солнечный водонагреватель может быть отличным вариантом.

Как работают солнечные водонагреватели?

Солнечные водонагревательные системы могут производить достаточно горячей воды, чтобы удовлетворить большую часть ваших ежедневных потребностей в горячей воде.

Существуют два основных типа солнечных водонагревателей для бытового и коммерческого использования:

1. Активные солнечные водонагреватели
2. Пассивные солнечные водонагреватели

Каждый из них работает по-своему и состоит из разного оборудования.

Активные солнечные водонагреватели

Активные солнечные водонагреватели используют насос для циркуляции горячей воды от солнечных коллекторов или абсорберов в ваш дом. Обычно их устанавливают в районах с более холодным климатом, поскольку вода хранится в резервуаре, который можно хранить в помещении, чтобы предотвратить замерзание.

Существуют два различных типа активных солнечных водонагревателей:

• Активные прямые системы , в которых вода нагревается непосредственно в коллекторах, а затем направляется в смеситель и душ.Солнечные коллекторы обычно представляют собой металлические или стеклянные трубки.
• Активные непрямые системы , в которых жидкий теплоноситель, такой как пропиленгликоль, нагревается внутри солнечных коллекторов, а затем передает тепло водопроводу с помощью теплообменника в замкнутой системе. При циркуляции теплоносителя в системе происходит некоторая потеря тепла.

Пассивные солнечные водонагреватели

Пассивные солнечные водонагреватели не используют циркуляционные насосы для подачи горячей воды.Вместо этого они полагаются на конвекцию как на систему циркуляции, где более горячая вода поднимается на поверхность, а холодная опускается вниз, чтобы обеспечить циркуляцию воды.

Пассивные солнечные системы водоснабжения обычно дешевле активных, так как не требуют специального оборудования для перекачивания воды.

Есть два основных типа пассивных солнечных водонагревателей:

• Солнечные водонагреватели со встроенным коллектором — это большие резервуары для хранения черной воды, встроенные в изолированную коробку с крышкой, пропускающей солнечный свет.Солнечный свет нагревает воду прямо в черных резервуарах, которая затем попадает в вашу водопроводную систему, когда вам нужна горячая вода.
• Пассивные термосифонные системы используют металлические плоские пластинчатые коллекторы для нагрева небольших объемов воды на вашей крыше. Когда вы открываете краны горячей воды, горячая вода в верхней части коллектора партии стекает с вашей крыши в ваши краны. Обычно они рассчитаны на 40 галлонов воды.

Многие пассивные системы включают в себя безбаковый нагреватель в качестве резервного источника энергии, который может быть газовым или электрическим.

Узнайте, сколько вы можете сэкономить с солнечной батареей

Какие марки солнечных водонагревателей самые популярные?

Поскольку солнечные технологии продолжают находить новые применения в нашей повседневной жизни, все больше компаний производят солнечные обогреватели. Это одни из самых популярных моделей на рынке сегодня.

• Duda Diesel производит оборудование, использующее биодизель и другие альтернативные виды топлива. Они предлагают ряд солнечных водонагревателей для жилого и коммерческого использования.
• Sunbank Solar производит коллекторы, насосы, плиты и другие компоненты для солнечных водонагревательных систем.
• SunEarth предлагает ряд решений для солнечной энергии для домов и предприятий, включая солнечные системы и элементы нагрева воды.
• Apricus и Rheem — два наиболее популярных солнечных водонагревателя.

Сколько вы потратите на солнечный водонагреватель, зависит от того, какую систему и какой размер вы выберете.

Пассивные солнечные водонагреватели меньшего размера могут стоить около 3000 долларов, а активная система большего размера может стоить более 10000 долларов.

Как правильно выбрать солнечный водонагреватель

Каждый тип солнечной системы водяного отопления лучше всего работает в различных условиях.

• Системы прямого действия лучше всего работают в местах, где температура редко бывает ниже нуля. В холодном климате непрямые активные системы более устойчивы к замораживанию.
• Хотите, чтобы ваша солнечная система отопления выполняла двойную функцию? Инвестируйте в систему косвенного обращения. Нагревательную жидкость можно перенаправить на обогрев вашего бассейна или спа в перерывах между работой, чтобы обеспечить ваш дом подогретой водой.
• Семьям, которые используют больше теплой воды в светлое время суток, выгодны встроенные пассивные системы. Производя несколько небольших порций теплой воды, членам семьи не нужно беспокоиться о том, что у них будет достаточно горячей воды для утреннего душа.
• Крыша больше площади земли? На крыше помещается термосифонный солнечный водонагреватель, который оставляет больше места в жилом помещении.
• Интегрированные коллекторные системы хранения могут весить более 400 фунтов, поэтому вы должны быть уверены, что ваша крыша сможет выдержать вес тяжелого резервуара для воды.

Вы также должны учитывать, сколько солнечного света получает ваша собственность, сколько горячей воды вы используете ежедневно и ваш бюджет.

При покупке вариантов солнечного водонагревателя обращайте внимание на рейтинги Корпорации по оценке и сертификации солнечной энергии (SRCC). Рейтинги SRCC позволяют легко сравнивать различные бренды и модели, используя экспертные данные третьих сторон.

Каждый объект недвижимости уникален, поэтому вам также следует обратиться за советом к специалисту, чтобы выбрать идеальную систему для вашего дома.Поговорите с установщиком в вашем районе, чтобы узнать больше о предлагаемом оборудовании для вашего проекта.

Найдите лучшего установщика солнечных батарей в вашем районе

Сколько денег можно сэкономить с солнечным водонагревателем?

Солнечные водонагреватели требуют значительных первоначальных вложений — в некоторых случаях около 5000 долларов.

Однако после установки солнечная система горячего водоснабжения постепенно начнет окупать свою стоимость в виде более низких счетов за коммунальные услуги. Фактически, солнечные водонагреватели обычно могут сократить ваши расходы на нагрев воды от 50% до 80%!

Когда вы достигнете конца периода окупаемости солнечной энергии, ваш солнечный водонагреватель будет производить почти бесплатную горячую воду в течение оставшегося срока службы системы! Кроме того, поскольку у солнечных водонагревателей нет движущихся частей, они имеют относительно низкие затраты на техническое обслуживание.

Имейте в виду, что в зависимости от того, сколько горячей воды вы используете, вам, возможно, придется полагаться на резервную систему горячего водоснабжения, привязанную к сети.

Чтобы рассчитать потенциальную экономию, вам нужно знать:

• Сколько горячей воды необходимо вашей семье ежедневно.
• Стоимость заправки резервного отопителя. Обратитесь в местную коммунальную компанию для получения дополнительной информации о затратах на электроэнергию для резервных нагревателей.
• Рейтинг SRRC или коэффициента солнечной энергии для предполагаемого оборудования.Эти числа дают вам представление о том, насколько эффективно ваш прибор будет использовать собранную солнечную энергию.
• Сколько вы используете горячую воду в светлое время суток. Использование большего количества горячей воды при меньшем количестве солнечного света означает большую зависимость от дорогостоящей электросети.
• Срок службы вашей солнечной водонагревательной системы. Чем дольше служат компоненты вашей системы отопления, тем больше вы сэкономите.

С помощью этой информации вы можете определить годовые эксплуатационные расходы вашего солнечного водонагревателя.Сравните это с вашими регулярными ежемесячными расходами на коммунальные услуги, чтобы увидеть, какую экономию энергии вы можете получить, переключившись на солнечную энергию.

Какие скидки и льготы доступны для солнечных водонагревателей?

Инвестиционный налоговый кредит, также известный как федеральный налоговый кредит на солнечную энергию, предлагает кредит в размере 26% от стоимости установки солнечного водонагревателя. Итак, допустим, ваш солнечный водонагреватель стоит 5000 долларов. Вы получите налоговый кредит в размере 1300 долларов США, в результате чего общая стоимость вашей системы снизится до 3700 долларов США.

Ваша местная коммунальная компания может также предлагать специальные скидки или скидки на установку квалифицированного оборудования. Например, Hawaii Energy предлагает скидки в размере 750 долларов клиентам, которые устанавливают солнечный водонагреватель.

Найдите в вашем районе установщика солнечных водонагревателей, чтобы снизить затраты на коммунальные услуги без ущерба для комфорта.

Что мне нужно: солнечный водонагреватель или домашняя солнечная панель?

Солнечные водонагреватели были популярным вариантом еще несколько лет назад.Текущая тенденция заключается в том, что домовладельцы просто устанавливают вместо них систему солнечных батарей.

Почему? Потому что стоимость солнечных панелей сильно упала за последние годы. Самый экономичный вариант — соединить жилую систему солнечных панелей с электрическим водонагревателем. Система солнечных батарей покроет не только ваши расходы на горячую воду, но и затраты на электроэнергию всего вашего дома. Plus, электрические водонагреватели более эффективны, чем даже самые качественные солнечные водонагреватели.

Конечно, в некоторых случаях могут быть полезны солнечные водонагреватели. Они более эффективны, чем солнечные панели, в их специфической функции — нагревании воды. Солнечный свет должен только нагревать воду, а не превращаться в электричество, которое затем приводит в действие систему для нагрева воды.

Солнечные водонагреватели также требуют гораздо меньше места на крыше, чем полная солнечная система. Если у вас очень мало места, солнечные водонагреватели могут быть лучшим способом использовать солнечную энергию.

Местные компании, производящие солнечную энергию, смогут установить как солнечные панели, так и солнечные водонагреватели. Они также смогут определить, что для вас будет лучше — получить только одно или оба. Для получения дополнительной информации, в том числе о том, сколько будет стоить солнечная энергетическая установка для вашего дома, обратитесь к проверенному местному установщику солнечной энергии в вашем районе.

Какие лучшие предложения по солнечной энергии сейчас доступны в вашем городе?

Основные выводы

• Солнечные водонагреватели используют солнечную энергию для нагрева воды с помощью солнечных коллекторов на вашей крыше.
• В активных солнечных водонагревателях используется насос, который перекачивает горячую воду из солнечных коллекторов в ваш дом.
• В пассивных солнечных водонагревателях для циркуляции воды используется конвекция, а не насосы.
• Солнечные водонагреватели могут стоить до 5000 долларов, но они могут вдвое сократить расходы на нагрев горячей воды.
• Солнечные водонагреватели имеют право на федеральную налоговую льготу. Местные органы власти и коммунальные предприятия могут предлагать дополнительные стимулы.

Гибридный водонагреватель с тепловым насосом и солнечной батареей | 2020-02-03

К 1970 году имя Луи Дж. Лефковица было нарицательным в Нью-Йорке и во всех частях Соединенных Штатов. Росту с большими ногами он уже много лет руководил офисом генерального прокурора Нью-Йорка, когда я окончил университет Лихай со степенью гражданского инженера.Я пытался устроиться ученым-экологом в новое бюро по охране окружающей среды Луи на Манхэттене. Моя работа заключалась в том, чтобы найти загрязнение и помочь в судебном разбирательстве с ним.

Одним из первых шагов, которые я сделал в офисе AG, было проведение общественных слушаний о будущем солнечной энергии как части более разумного энергетического будущего для нашего штата и страны. Забавно, как все работает. После трех десятилетий работы на этой работе я действительно стал проектировщиком и установщиком солнечной энергии. С тех пор я занимаюсь этим, в сочетании с дизайном сантехники.

Когда пять лет назад я проходил собеседование при приеме на работу в качестве установщика солнечного тепла для нового полностью электрического многоквартирного комплекса NetZero, разработчик спросил меня, включены ли в мои конструкции аккумуляторов PCM — материалы с фазовым переходом. Я сказал ему, что, конечно, смогу и, может быть, мы сможем позволить себе закладывать бараний жир! Что ж, PCM еще не нашли там пристанище, но мы установили 26 дренажных систем, которые сегодня продолжают очень эффективно подогревать ГВС, спасибо. Мы повторили этот успех в новом и более крупном комплексе NetZero, который сейчас называется Solara.

Электрификация зданий стала политическим императивом многих государств, обеспокоенных изменением климата. Они проводят политику, направленную на снижение выбросов углекислого газа в производство электроэнергии за счет большей зависимости от возобновляемых источников энергии. Если вместо электричества на месте будет использоваться ископаемое топливо, возможности ограничить неблагоприятные климатические последствия образа жизни нашего населения будут упущены. Вот почему штаты стимулируют использование альтернативных источников энергии для отопления и охлаждения.

Почему солнечные тепловые и фотоэлектрические?

Всемирный совет по экологическому строительству определяет углеродное здание NetZero как энергоэффективное здание, которое полностью питается от местных и / или внешних возобновляемых источников энергии.Без солнечных коллекторов создание углеродного здания NetZero невозможно. В то время как электрическая солнечная энергия (PV) может достичь цели сама по себе, солнечные тепловые системы надлежащего размера обеспечивают превосходные энергетические характеристики на доллар. Гибридные системы теплового насоса горячей воды улучшают этот результат.

Способ, которым мы достигли NetZero в Солара (недалеко от Скенектади, Нью-Йорк), заключается в создании очень плотной теплоизолированной оболочки здания, чтобы минимизировать теплопотери зимой и ограничить приток тепла летом.Высокоэффективные приборы и приспособления для горячего водоснабжения сокращают нагрузку на пробки и горячую воду. Солнечные тепловые и фотоэлектрические массивы улавливают более чем достаточно энергии, чтобы уравновесить электричество, получаемое из сети в ночное время и в пасмурные дни.

Из-за высокой эффективности корпуса и электроприборов, которые настолько сильно сокращают электрические нагрузки, нагрев горячей воды, используемой людьми, становится гораздо большей долей потребления энергии, чем в обычных зданиях — факт, который добавляет основания для использования солнечных тепловых систем в многоквартирном доме NetZero. здания.Да, фотоэлектрические панели могут генерировать энергию для нагрева горячей воды. Но их стоимость на ватт тепла выше, и их выходная мощность в ваттах на квадратный фут также намного меньше.

Гибридная система производства горячей воды Solara

Существует пять основных элементов многоквартирной системы производства горячей воды, работающих в обратном направлении: арматура, распределительный трубопровод, накопитель горячей воды, водонагревательные устройства и холодное водоснабжение. В этой статье мы сосредоточимся на части нагрева воды — предварительном нагреве (солнечные тепловые и тепловые насосы), первичном нагреве (элементы электрического сопротивления) и устройствах нагрева боковых рукавов.

Вот спойлер. На приведенной ниже схеме показано, что мы разработали для рентабельной минимизации потребления электроэнергии для создания горячей воды для 10 зданий Solara.

Начнем с солнечной тепловой части этой конструкции. Проще говоря, солнечные тепловые системы состоят из массивов из расположенных под правильным углом плоских панелей или вакуумированных труб, которые улавливают энергию поступающего солнечного света, нагревая теплоноситель (HTF), который доставляет эту энергию в резервуар для хранения тепла через набор насосных линий.

В областях, где температура наружного воздуха опускается ниже, скажем, 40 градусов ночью, разработчики солнечных батарей выбирают антифриз в качестве HTF или конструкцию с отводом, когда HTF возвращается в внутренний резервуар, где он не замерзает. Контроллер сравнивает температуры датчиков в резервуаре для хранения и в коллекторах, запитывая насос только тогда, когда «дельта Т» между ними превышает примерно 4-6 градусов.

Другая конструкция контура, которую выбирают многие установщики, — это подход с герметизированным контуром. Эта конструкция требует расширительного бака, возможности сброса давления и антифриза для предотвращения замерзания на большей части U.S. Системы с избыточным давлением могут снизить паразитные энергетические нагрузки для циркуляции HTF, но вызывают больше утечек и других проблем, связанных с давлением, таких как проблемы с обратным паром. Дренажные системы создают проблемы с кавитацией насоса и требуют большей мощности для первоначального подъема HTF на крышу (однако после того, как петлевой сифон установлен, потребление энергии падает).

В Solara мы выбрали обратную дренажную систему с открытым контуром из-за ее простоты — вода хранится в большом, хорошо изолированном атмосферном, но закрытом резервуаре, который перекачивается на кровельные массивы, когда солнце создает благоприятные тепловые условия.Эта вода служит одновременно теплоносителем и теплоносителем контура. Холодная вода питает змеевики из гофрированных труб из нержавеющей стали, погруженных в эту воду, и тем самым нагревает ее перед подачей в резервные баки ГВС.

В то время как напорные резервуары являются стандартным приспособлением в подсобных помещениях, гораздо более крупные круглые или квадратные негерметичные «тепловые хранилища» пользуются популярностью, потому что они могут быть лучше изолированы и хранят гораздо больше тепла намного дольше.

Мы выбрали квадратные резервуары на 1200 галлонов, потому что они предлагают изоляцию R-30 + (стандартные резервуары высокого давления обычно содержат только R-14) и эффективно вписываются в прямолинейные помещения.Обе формы резервуаров либо сложены, либо собраны из набора, который легко установить. Просто добавьте воду, теплообменники и не перемешивайте (если хотите стратификации)! Установленная цена за единицу хранимого тепла (BTU) очень выгодна, даже с учетом теплообменников (менее половины цены за хранимый галлон), и они требуют минимального обслуживания в течение длительного времени.

Размер резервуара для солнечного теплового хранилища и резервных резервуаров требует тщательного проектирования. Для солнечных баков, чем больше, тем лучше, потому что солнечный свет, по крайней мере, на северо-востоке, не является надежным товаром, а вода дешевая.Многие книги по солнечной энергии предлагают 1 галлон хранимой воды на квадратный фут коллектора. Мы обнаружили, что солнечные системы NE работают лучше с коэффициентами вдвое больше, что мы называем тепловым маховиком. При соотношении 2 галлона на квадратный фут мы редко наблюдаем, как наши солнечные панели достигают максимальной температуры резервуара 170 градусов, даже летом. Конечно, температуры предварительного нагрева в более прохладные и облачные месяцы довольно низкие. Но именно здесь срабатывают тепловые насосы, которые несут дополнительную нагрузку.

Для передачи солнечного тепла, накопленного в воде в хранилище, требуются теплообменники.Мы выбрали изготовленные на месте гофрированные змеевики из нержавеющей стали, подвешенные в резервуарах на рамах из нержавеющих стержней. Другие монтажники выбирают паяные плоские пластинчатые или кожухотрубные теплообменники с двойным насосом.

Традиционные солнечные системы резервного копирования горячей воды

После того, как вода, предварительно нагретая солнечными батареями (SHW), выходит из коллектора змеевика на стороне теплового резервуара, она поступает в один или два традиционных резервуара для горячей воды, каждый с одним или двумя электрическими элементами и спиральным теплообменником (HX), погруженным в воду. дно.Эти танки служат двум целям. Во-первых, горячая вода внутри обеспечивает запас горячей воды для больших объемов ГВС, превышающих мгновенную теплоемкость элементов и подачи HX. Во-вторых, бак (и) обеспечивает место для электрических элементов, чтобы поднять воду до температуры, достаточной для последующего использования приспособлений (если тепловые насосы или солнечные батареи не работают). Все видели и, наверное, меняли элемент электрического сопротивления. У большинства танков есть один или два из них, один из которых обычно стреляет за раз, верхний первым.

Если ваш клиент не готов платить премию ASME за большие резервуары высокого давления, в большинстве подсобных помещений имеется несколько резервуаров емкостью 119 галлонов, подключенных параллельно или последовательно. Эти резервуарные «фермы» дороги в приобретении и установке. Большее количество горячей воды также требует больших усилий по санитарии.

В качестве эксперимента по сокращению объемов резервного хранилища мы установили гибридную схему только на одном резервуаре — электрический нагреватель с боковым отводом по требованию, который увеличивает мгновенную мощность нагрева установки.Когда контроллер уставки определяет, что температура около дна резервуара слишком сильно упала, он включает небольшой циркуляционный насос, который перемещает «более прохладную» воду со дна резервуара через электрический нагреватель, который нагревает движущуюся воду примерно на 30 градусов и откладывает его в верхних зонах резервуара. Этот «наддувный» нагреватель может позволить нам обслуживать наших клиентов с одним резервуаром вместо двух.

Тепловые насосы для гибридизации систем горячего водоснабжения

Да — на северо-востоке U.С., нам нужны резервные электрические мощности для наших систем ТБО. Старый надежный способ — это элементы электрического сопротивления — те простые устройства, которые действуют как лампочки под водой. Их эффективность высока. Большая часть электроэнергии переводится в БТЕ в воде. Но теперь мы можем добиться большего благодаря появлению тепловых насосов (ТН) с КПД, превышающим 400 процентов; коэффициент полезного действия (COP) 4,0.

Как известно большинству читателей, сегодня на рынке представлены тепловые насосы типа воздух-вода (A-W) и вода-вода (W-W).Некоторые модели A-W HP представляют собой гибриды электрических водонагревателей и используются внутри помещений. Небольшой HP обрабатывает большую часть тепловой нагрузки горячей воды, но электрическое сопротивление служит резервным источником. Хотя тепло внутри здания питает эту HP, некоторые устройства также могут выводиться наружу. Однако внутренние HP не будут работать в здании NetZero, потому что отработанное тепло редко доступно.

Тепловые насосы полагаются на фазовые переходы газ / жидкость для достижения высоких значений COP. К сожалению, большинство этих газообразных хладагентов обладают потенциалом глобального потепления (GWP) и могут разрушать озоновый слой.HP A-W полагаются на CO2, R410A и R134. CO2 практически не влияет на климат и озон. У двух других в сотни раз больше. Несколько компаний предлагают HP на базе CO2, одна из которых является кандидатом на строительство здания такого размера. Нам пришлось отказаться от этого устройства, потому что оно несовместимо с солнечной системой предварительного нагрева и потому, что оно использует воду в качестве теплоносителя — риск замерзания, на который мы не хотели идти. Поскольку R410a обладает лучшими характеристиками в холодную погоду и в диапазоне температур, мы ограничили наш выбор этим хладагентом.

Большие HP A-W являются разделенными. Перекачиваемая HTF передает тепло от блока компрессора наружного вентилятора к HX внутри здания и использует хладагенты R-410A и R-134. Бренд Sanden определяет воду как HTF (хорошо адаптированную для умеренного климата), в большинстве других используется антифриз, чтобы предотвратить повреждение от замерзания. W-W HP полагаются на жидкости для тепла. Многие из них представляют собой тепловые насосы гео-типа, которые основаны на глубоких колодцах или тонких трубопроводах из полиэтилена высокой плотности, закопанных в землю или подвешенных в озере. Как правило, установка ВД W-W стоит дороже и может иметь большую мощность насоса.

Мы выбрали HP A-W split R-410A для холодного климата для Solara, потому что их размер (2-3 тонны) соответствовал нашим оценкам дополнительной нагрузки зимой, их стоимость была разумной, а их установка была простой. Да, производительность A-W HP может ухудшаться в холодную погоду, но количество часов очень холодной погоды в наши дни существенно сократилось. Однако одна из трех моделей, которые мы купили, показала очень хорошие результаты во время испытаний при температуре 10 градусов по Фаренгейту. Эти тепловые насосы будут эксплуатироваться примерно 40-50 процентов в год.Солнечная система несет большую часть нагрузки в остальное время года. Этой зимой мы оценили производительность этих тепловых насосов и выбрали два показателя (BTU / час производства / amp и COP) и исходное тепло (BTU / час) для измерения производительности.

Расчет солнечной энергии гибридной системы горячего водоснабжения

Рассмотрим очень важный элемент проектирования производства гибридной ГВС, а именно определение размеров теплового хранилища и панельных массивов. Наш процесс проектирования основывался на моделировании солнечной энергии / HP (мы использовали программное обеспечение Polysun и TRNSYS) для различных предположений нагрузки.Варьируя площади солнечных батарей, объем тепловых шкафов и мощность тепловых насосов во многих прогонах чувствительности, мы смогли найти золотую середину, где затраты на установку были минимизированы, при этом эффективно удовлетворяя расчетные нагрузки. В результате было минимизировано потребление электроэнергии!

Для этих полностью электрических зданий NetZero поиск этого оптимального места потребовал рассмотрения компромиссов стоимости и производительности между тепловыми и фотоэлектрическими солнечными батареями. Чем меньше солнечная тепловая батарея, тем больше нагрузки будут нести тепловые насосы и элементы электрического сопротивления — устройства, которые работают от фотоэлектрических панелей (и сети в пасмурные дни).Поскольку стоимость фотоэлектрических панелей на кВт (или британских тепловых единиц) в несколько раз выше, чем у тепловых панелей, тепловые массивы «правильного размера» могут минимизировать вложения в фотоэлектрические панели. Однако, если тепловые массивы слишком велики, их стоимость на БТЕ ежегодно увеличивается, потому что они производят больше тепла летом, чем можно хранить или использовать. Этот анализ компромиссов нетривиален. Это требует итеративного подхода, поскольку для каждого сценария требуется не только моделирование производства энергии, но и оценка стоимости каждого основного элемента.

В конце концов, мы решили уменьшить тепловые массивы до более экономичного размера (23.3 квадратных фута на квартиру по сравнению с 46,7 квадратных футов на квартиру в более раннем комплексе NetZero Village). Никаких A-W HP там не устанавливали. Но мы увеличили объем теплового хранилища с 1,03 галлона на фут2 панели до 2,14 галлона на фут2. Для производства горячей воды в пасмурную погоду мы выбрали два параллельных бака HX емкостью 108 галлонов, подключенные параллельно, электрические элементы мощностью 5 500 Вт (4700 Вт при 208 В перем. До сих пор системы ТБО почти полностью несли основную нагрузку по горячей воде в период с мая по сентябрь, в то время как гибридный подход с тепловым насосом восполнял дневной дефицит тепла до конца года.

Следующая артикул

В следующей статье мы обсудим, как мы оценили характеристики приспособления и изменили конструкцию обычной системы распределения ГВС «ствол-ответвление-ветвь» на «ствол малого диаметра — без ответвления — подход к трубопроводу 3/8 дюйма». Цель проста: минимизировать потери тепла и воды и увеличить время доставки до 15 секунд для душевых и кухонных раковин в зданиях.

Руководство для потребителей солнечного водонагревателя | sfenvironment.org

Сегодня жители Сан-Франциско ищут дополнительную информацию о вариантах использования возобновляемых источников энергии, и, хотя солнечной электроэнергии уделяется много внимания, солнечному нагреву воды в значительной степени не уделяется должного внимания. На водонагревание приходится более 4% общих выбросов CO2 в Сан-Франциско. Большинство водонагревателей в городе работают на природном газе, и типичное домохозяйство тратит почти 1000 долларов в год на счета за газ. Благодаря федеральным налоговым льготам и льготам для солнечного нагрева воды в Калифорнии, солнечный нагрев воды становится все более привлекательным вариантом.

После личных автомобилей газовые водонагреватели и печи являются крупнейшим источником выбросов парниковых газов в наших домах, наряду с другими вредными загрязнителями на уровне носа, такими как окись углерода и твердые частицы. Выбор установки солнечной системы водяного отопления может помочь уменьшить загрязнение прямо в вашем районе, одновременно снизив ваши коммунальные расходы, предоставив новые зеленые рабочие места и обеспечив безопасное местное энергоснабжение.

Как работает солнечный водонагреватель

Солнечная система водяного отопления — простой и надежный источник энергии для вашего дома.Обычно солнечные коллекторы устанавливаются на наклонной или плоской крыше, выходящей на юг. Жидкость (вода или гликоль) протекает через панель и нагревается солнцем. Затем он поступает в резервуар для хранения солнечной энергии, подключенный к существующему водонагревателю. Ваш водонагреватель включается только в том случае, если вода, нагретая солнечными батареями, все еще нуждается в повышении температуры. Горячая вода течет из ваших кранов, как всегда, но ваш счет за воду можно сократить на 60-80%. Вы также сократите выбросы парниковых газов и других загрязняющих воздух выбросов из своего дома! Есть два основных типа крышных солнечных коллекторов:

• Плоские коллекторы содержат рабочую жидкость (воду или смесь водно-гликоля), которая течет по трубкам в коллекторе, нагревается непосредственно солнцем и переносит это тепло в резервуар для горячей воды.Покрытие из темного стекла и изолирующая подложка специально разработаны для сбора тепла и предотвращения его обратного излучения из коллектора.
• Вакуумные трубчатые коллекторы имеют набор длинных трубок из темного стекла с металлическими поглотителями в их сердцевине, которые нагреваются солнцем. Холодная рабочая жидкость проходит через верхнюю часть металлических поглотителей, нагревается и переносит это тепло в резервуар для горячей воды. Стеклянные трубки герметичны, что делает их очень эффективными коллекторами тепла.Круглые трубки также помогают улавливать солнечную энергию, даже когда солнце находится ниже.

Есть стимулы!

Штат Калифорния и федеральное правительство предлагают финансовые льготы для солнечных водонагревательных систем. Вместе они могут снизить стоимость системы на 50-75 процентов! Чтобы просмотреть полный список льгот по солнечному нагреву воды, щелкните здесь.

Установщики солнечного водяного отопления в SF

SF Environment рекомендует получить как минимум три предложения от различных установщиков солнечных батарей, прежде чем приступить к реализации вашего солнечного проекта.Важно убедиться, что ваш подрядчик по солнечной энергии имеет все соответствующие лицензии, сертификаты и страховые полисы для вашего проекта. Чтобы просмотреть список установщиков солнечного водонагревателя, обслуживающих Сан-Франциско, щелкните здесь.

Финансирование вашего проекта солнечного водонагревания

Установка солнечной системы водяного отопления на вашем участке позволяет снизить счета за природный газ и использовать ископаемое топливо. В дополнение к экономическим и экологическим преимуществам, предоставляемым солнечной энергией, она также может повысить стоимость вашей собственности, снизить выбросы углекислого газа и помочь застраховаться от будущего повышения тарифов на коммунальные услуги.Щелкните здесь, чтобы получить информацию о различных механизмах финансирования, доступных для солнечной энергии.

---

Связанное содержимое

Руководство по солнечному водонагреванию в жилых домах
Руководство по солнечному водонагреванию в коммерческих целях
Руководство по солнечному водонагреванию для нескольких семей
Руководство для потребителей NREL SWH

4 факта о бытовых солнечных системах водяного отопления

Системы ICS иногда называют системами периодического действия. Черные трубы или резервуары находятся в водонепроницаемом боксе для предварительного нагрева воды солнечной энергией.Нагретая вода выходит из коллектора АСУ ТП и поступает в резервный водонагреватель.

В солнечных коллекторах с вакуумными трубками используются специальные стеклянные трубки, металлические трубки и ребра для поглощения солнечной энергии и уменьшения потерь тепла. Система коллектора с вакуумированными трубками основана на вакууме, создаваемом между стеклянными и металлическими трубками для удержания тепла.

Все три типа солнечных коллекторов полагаются на накопление воды. Системы солнечной энергии бывают активными или пассивными, независимо от типа коллектора.

2 .Активные солнечные системы используют насосы

В активной системе солнечного водонагревателя насосы перемещают воду или жидкий теплообменник из зоны хранения воды через коллектор и обратно в домашнюю водопроводную систему. Ваш резервуар для воды находится внутри вашего дома.

Жидкости для теплообмена лучше всего, если вы живете в районе с морозными зимами. Пропиленгликоль или другая одобренная жидкость поднимается к коллектору тепла на крыше, а затем спускается по трубам в баке с горячей водой для нагрева воды.

Если вы живете в районе, где замерзание не является проблемой, бытовая вода идет прямо в коллектор и обратно в резервуар для горячей воды или в ваши водопроводные трубы. Некоторые строительные нормы и правила требуют, чтобы вы использовали обычный водонагреватель в качестве резервного устройства и устройства для хранения воды.

Вам необходим источник питания для обеспечения энергией вашего водонагревательного насоса в активной системе. Солнечные панели могут производить достаточно энергии для работы большинства типов бытовых насосных систем.

3.Пассивным солнечным обогревателям не нужны насосы

Самый простой тип солнечной системы водонагревателя — это пассивная система. Для работы системы не требуется энергии, электрических компонентов или дополнительных солнечных батарей.

Пассивная система горячего водоснабжения основана на большом резервуаре, который находится на крыше. Солнце нагревает воду напрямую, а сила тяжести направляет воду в резервуар для горячей воды. Как и в случае с активной солнечной системой отопления, местные правила и нормы могут потребовать от вас наличия обычного водонагревателя для дополнительного горячего водоснабжения.

Активная солнечная система водонагревателя дороже пассивной солнечной системы горячего водоснабжения. Однако активные системы более надежны, чем пассивные. Возможно, вам также придется вложить средства в структурные улучшения вашей крыши, чтобы удерживать тяжелый пассивный резервуар для воды.

4. Солнечные водонагреватели предлагают множество преимуществ

Независимо от типа вашего солнечного водонагревателя, вы можете сэкономить от 50 до 80 процентов расходов на нагрев горячей воды. Ваш поставщик солнечных батарей может помочь вам рассчитать фактические эксплуатационные расходы вашей системы, которые будут варьироваться в зависимости от того, использует ли ваша вспомогательная система газ или электричество для нагрева воды.

Одним из показателей, определяющих эффективность вашей солнечной водонагревательной системы, является ее коэффициент солнечной энергии. Чтобы найти эту цифру, разделите газовую и / или электрическую энергию, используемую системой, на общую энергию, поставляемую солнечными компонентами. Чем выше число, тем эффективнее солнечный водонагреватель.

Установка солнечных водонагревателей стоит от 2000 до 6000 долларов. Хотя изначально солнечный нагреватель дороже обычного водонагревателя, эффективная пассивная или активная солнечная система со временем окупается.Между тем, вы сами производите горячую воду с помощью чистой экологически чистой энергии.

Солнечные системы горячего водоснабжения обеспечивают защиту от роста цен на энергию и нехватки топлива. Пассивные системы производят и поставляют воду в ваш дом даже при отключении электроэнергии из-за шторма. Некоторые системы имеют право на скидки или налоговые льготы.

Запланируйте установку вашей новой солнечной системы водонагревателя в Ларго, Флорида, связавшись с компанией Solar Source сегодня. Мы предлагаем различные индивидуальные системы солнечного нагрева воды для жилых домов по всему региону Тампа-Бэй.