ДомойБизнесПрименение солнечных коллекторов: классические схемы подключения

Применение солнечных коллекторов: классические схемы подключения

Наши юристы подготовили самую важную информацию на тему: "Применение солнечных коллекторов: классические схемы подключения" и тема была обширно раскрыта с профессиональной точки зрения. Если вы хотите получить дополнительную информацию, можете обратиться к нашему юристу

Виды отопительных систем и их отличие

Системы отопления в основе своей имеют принцип циркуляции горячей воды. Исходя из этого выделяют:

  • систему отопления с циркуляцией на основе естественного давления;
  • систему отопления с циркуляцией посредством насоса;

Не стоит особо останавливаться на описании первой системы, так как данная установка давно считается устаревшей и практически не используется при строительстве нового жилья из-за ее низкой эффективности. Такое отопление используется в небольших частных домах и некоторых коммунальных учреждениях. Укажем лишь что в основе её функционирования лежит принцип физической разницы плотности теплой и холодной воды, что приводит к её циркуляции.

Система отопления с принудительной циркуляцией предусматривает наличие специальных насосов, обеспечивающих циркуляцию. Этот способ даёт практическую возможность отапливать большее количество помещений, нежели первый. Соответственно, данная система считается наиболее эффективной. Существует огромный выбор насосов для циркуляции теплоносителя в системе, что дает возможность варьировать с их мощностью и другими качественными характеристиками исходя из размеров помещений и их количества.

Система отопления с циркуляцией посредством насоса делится:

  • двухтрубная (подключение радиаторов и труб параллельным способом, что влияет на скорость и равномерность подогрева);
  • однотрубная (последовательное подключение радиаторов, что определяет простоту и дешевизну в прокладке системы отопления).

Коллекторная система отопления отличается высокой энергоэффективностью по сравнению с вышеперечисленными благодаря тому, что каждый радиатор подключён персонально к одному подающему и одному обратному трубопроводу, подача воды по которым осуществляется с помощью коллекторов.

Особенности коллекторной системы и её отличия заключаются в следующем:

Коллекторная разводка системы отопления предусматривает, что каждый радиатор регулируется самостоятельно и не зависит от работы других. Кроме того, в коллекторной системе зачастую используются другие отопительные приборы, которые также работают автономно от коллекторов. Радиаторы монтируются параллельно к коллекторам, что по принципу работы делает коллекторную систему схожую с двухтрубной.

Монтаж коллекторов осуществляется в отдельном подсобном помещении, либо специально отведенном для этого шкафу-стенде, спрятанном в стене. Место под коллекторы необходимо заранее планировать, так как они могут быть довольно внушительных размеров. Размеры распределительных коллекторов зависят от мощности радиаторов, которые зависят от размеров помещений.

Коллекторная разводка системы отопления значительно выигрывает у других вышеперечисленных систем отопления возможностью производить демонтаж и замену радиатор без необходимости остановки всей системы. Также коллекторная разводка требует для своего функционирования большего количества трубопровода, чем двухтрубная система. Несмотря на значительные одноразовые затраты на этапе строительства, данные меры положительно сказывается на дальнейшей энергоэффективности системы. Именно поэтому коллекторная система отопления обладает наибольшим эффектом и быстро окупается при строительстве жилья с большой площадью.

Принцип работы современных гелиосистем

Понятие «солнечные коллекторы» объединяет в себе несколько вариантов конструкций для домашнего пользования, но схема работы принципиально не отличается. Все коллекторы, «питающиеся» от Солнца, оснащены системой трубок, которые в зависимости от конструкции оборудования, могут быть смонтированы в виде змеевика или последовательно подключены к выходной и входной магистрали. В самих трубках циркулирует жидкостный теплоноситель для гелиосистем — вода, масло или антифриз. Поглощение и последующая аккумуляция тепловой энергии от Солнца осуществляются абсорберами. В техническом плане конструкция достаточно проста. Высокая стоимость таких установок обусловлена использованием дорогих материалов.

Для внешней поверхности конструкции применяют износоустойчивые материалы, обладающие отличными светопропускными характеристиками — органическое стекло, полимерные составы и другие. Но поскольку полимерные «синтетики» не выдерживают продолжительного воздействия УФ-лучей (они имеют высокий коэффициент теплового расширения, что приводит к разгерметизации гелиосистемы), то в качестве альтернативного варианта производители используют каленое или органическое стекло. А сами трубки чаще всего изготавливают из боросиликатного стекла, которое характеризуется минимальным коэффициентом теплового расширения (в 8 раз меньше, по сравнению с кварцевым стеклом). Именно поэтому материал не трескается при резких колебаниях температуры.

Особенности коллекторных систем отопления

Понятно, что главной деталью в коллекторной разводке отопления будет собственно коллектор.

Коллекторная система оснащается 2-мя коллекторами: подающим и обратным.

Сам коллектор представляет собой трубку, с которой выходят несколько веток от двух и больше. Коллектор можно скрыть в нише стены или же удобно спрятать его в специальный шкафчик. От коллектора к радиатору напрямую идут 2 трубы (подающая и обратная). Зачастую коллекторная схема требует установки циркуляционного насоса для создания дополнительной циркуляции в системе.

Создавая дополнительную циркуляцию в системе, можно добиться многих положительных фактов. Например, это упростит ее, избавит от необходимости использования большего числа материала. Это уменьшает разность температур в подающей и обратной системах. Все это делает отопление более эффективным и позволит в большей степени регулировать нагрев.

Трубы к каждому радиатору можно спрятать под полом или в стене. Каждый радиатор в таком случае выступает отдельной отопительной системой. Каждый отвод в коллекторе можно снабдить запорной арматурой. Отделив каждый радиатор шаровым краном, можно более тонко регулировать нагрев помещения, при необходимости убавив, а то и вовсе отключив один из радиаторов. Так как после коллектора каждая ветка отделена, ее можно снабдить дополнительными циркуляционными насосами или краном с автоматикой.

Коллекторная схема может применяться для однотрубных горизонтальных разводок. Коллекторная система практически полностью заменилась тройниковой горизонтальной разводкой.

Большую популярность набирает один из подвидов коллекторной разводки отопления – система “теплый пол”. Это возможность полностью отказаться от радиаторов. При этом вся отопительная система прячется под пол. Отопительные кольца, при грамотном расположении, помогут добиться лучшего эффекта, чем от использования радиаторов. Может использоваться как дополнительная отопление или же полностью заменить классическое.

Напольное отопление имеет несколько значительных преимуществ. Как известно, теплый воздух поднимается снизу вверх. Вот почему радиаторы размещают как можно ближе к полу. Но если прогреть сам пол, это позволит равномерно нагреть комнату, затратив минимум энергии. Таким образом, тепловые потоки равномерно распределяются по всей напольной площади. Но используя радиаторное отопление, вы повышаете температуру воздуха, который находится вверху. Это, в свою очередь, приводит к высокой конвекции воздуха и неизбежному появлению большого количества пыли, которая отрывается от поверхности пола. При использовании напольного отопления вы избавлены от такого рода проблемы, так как конвекция воздуха при нагреве пола уменьшается, следовательно, и пыли в доме будет меньше.

Что такое коллекторный двигатель?

Под таким определением подразумевается электромашина, преобразовывающая электроэнергию в механическую, и наоборот. Конструкция устройства предполагает наличие хотя бы одной обмотки подсоединенной к коллектору (см. рис. 1).

Коллектор на роторе электродвигателя (отмечен красным)
Рисунок 1. Коллектор на роторе электродвигателя (отмечен красным)

В КД данный элемент конструкции используется для переключения обмоток и в качестве датчика, позволяющего определить положение якоря (ротора).

Принцип работы солнечного коллектора из банок

Работает устройство по следующему принципу. Солнечные лучи попадают на адсорберы (в нашем случае это алюминиевые банки, окрашенные в чёрный матовый цвет), и передают им тепловую энергию.

Внутри банок постоянно циркулирует воздух, который получает в свою очередь тепловую энергию от разогретых адсорберов. Разогретый воздух из коллектора поступает во вентиляционному каналу в помещение и поднимает температуру в нём.

Схема солнечного нагревателя, показана на фото:

солнечный отопитель помещения

Также из помещения осуществляется забор охлаждённого воздуха обратно в коллектор.

Если вас заинтересовала эта самоделка, предлагаю посмотреть пошаговое изготовление солнечного коллектора.

Специфика работы распределителя

Конструкция коллектора

Коллектор – устройство распределительного типа для системы отопления, который способствует равномерной раздаче тепла. Остывшая вода под воздействием циркуляционного оборота поступает обратно в котел. Ветки магистрали, подкинутые на распределитель, функционируют независимо.

Конструкция прибора

Промежуточный узел состоит из двух частей. Подающая гребенка подводит теплоноситель к коммуникациям, а обратная – выводит его на генератор тепла при остывании. Две гребенки являются коллекторной группой, причем на каждую из них можно подключить один контур или несколько разводок на отопительные устройства. Давление внутри каждого из контуров регулируется.

Особенности работы

Принцип действия коллекторного отопления заключается в разогревании воды тепловым генератором и поступлении ее на гребенку подачи. За счет большого внутреннего диаметра узла жидкость, находящаяся в нем, замедляет скорость и распределяется по всем отводам.

Теплоноситель двигается к индивидуальному контуру через соединительные патрубки с меньшим диаметром, чем распределитель. Нагретую воду можно направить в радиаторы, систему теплый пол, обеспечивая равномерный прогрев каждого элемента.

После попадания в контур и отдачи тепла вода двигается по другому трубопроводу к распределителю. Направление при этом будет противоположным. Достигнув обратной гребенки, теплоноситель отправляется на тепловой генератор.

Коллекторный тип отопления подойдет, если у вас загородный дом или двухэтажный коттедж.

Собираем заводской коллектор

Чтобы сэкономить на цене отопительного оборудования и самому смастерить коллекторный узел, нужно понимать, из чего состоят изделия заводского изготовления. В комплект входят такие детали:

  1. Распределительный элемент для подключения подающей магистрали на 2 и больше отводов, оснащенный евроконусами (фитингами для подсоединения труб). В большинстве случаев оборудован прозрачными колбами, где виден расход теплоносителя в каждом контуре (ротаметрами).
  2. То же, для подсоединения к обратной линии. Вместо расходомеров здесь стоят термостатические клапаны, управляемые вручную, от сервоприводов или термоголовок типа RTL. Их принцип работы прост: при нажатии на подпружиненный шток проходное сечение сужается, а проток воды через элемент уменьшается.
  3. Автоматические воздухоотводчики, устанавливаемые отдельно на подающий и обратный коллектор.
  4. Краны с пробками для опорожнения и заполнения контуров теплоносителем.
  5. Термометры, регистрирующие общую температуру на подаче и в обратке.
  6. Отсекающие шаровые краны и крепежные кронштейны.
Гребенка отопления в сбореГребенка отопления в сборе
Устройство коллекторной группы теплых полов

Для справки. В продаже встречаются коллекторные узлы с ротаметрами на обратной линии, вентили – термостаты регулируют подачу. Изменение компоновки не оказывает влияния на работу обогревательных контуров.

Приобретая гребенку, вы можете менять комплектность в зависимости от бюджета и схемы подключения к котлу. Например, купить распределитель без ротаметров, поставить 1 термометр вместо двух либо поместить узел в шкаф управления.

Заводские комплекты изготавливаются с таким расчетом, чтобы коллектор для теплого пола можно было легко и быстро собрать своими руками. Судите сами: распределительные элементы идут уже в сборе, их надо лишь подключить к греющим контурам и поставить вспомогательные детали согласно схеме. Как это правильно сделать, смотрите в следующем видео:

Помимо латунных и стальных изделий, существуют разновидности гребенок, сделанные из пластиковых секций, как показано на фото. Их монтаж выполняется аналогично, разве что с большей осторожностью при затяжке. Заметьте, что основные резьбовые соединения на группах для слива воды и подключения труб не нужно запаковывать льном либо ФУМ-лентой, практически везде предусмотрены резиновые уплотнители.

Элементы напольного отопления из пластикаЭлементы напольного отопления из пластика
Пластмассовые распределители с установочным комплектом

Отопительный коллектор – конструкция

Конструкция такого сооружения не отличается сложностью: два коллектора, накопитель и аванкамера. В основу такого коллектора для отопления, сделанного своими руками, заложены известные в технике принципы – лучи солнца свободно проходят через прозрачное стекло, превращаются в тепловую энергию и покинуть замкнутое пространство уже не могут. В такой гидравлической системе функционирует термосифонный эффект, то есть жидкость, нагреваясь, поднимается вверх, холодная вода вытесняется и перемещается к месту нагрева. В связи с этим нет необходимости использовать насос, полученная солнечная энергия аккумулируется и долгое время сохраняется в установке.

Что касается основных элементов нагревателя, то нужно приобретать готовые, купить их в специализированном магазине не является проблемой.

Коллектор для отопления – это трубчатый радиатор, который заключен в короб, одна из его сторон застеклена.

Радиатор нужно сварить из стальных труб, в качестве отводящей и подводящей нужно использовать водопроводные трубы на 1 или ¾ дюйма. Что касается решетки, то следует использовать трубы с тонкими стенами меньшего диаметра, можно брать 16 на 1,5 мм. Для изготовления одной решетки понадобится 5 труб, длина каждой должна быть 1600 мм.

Устройство коллекторной системы

Основой схемы коллекторного отопления и главным рабочим органом является распределительный узел, именуемый в простонародье гребенкой системы.

Это особый вид сантехнической арматуры, который призван распределять теплоноситель по независимым кольцам и магистралям.

В состав коллекторной группы входит также: расширительный бак, циркуляционный насос и приборы группы безопасности.

Коллекторный узел для отопительной системы двухтрубного типа состоит из двух составляющих частей:

  • Входной – он подключается к нагревательному агрегату через подающую трубу, принимает на себя и распределяет разогретый до необходимой температуры теплоноситель по контуру.
  • Выходной – он подключен к обратным патрубкам независимых контуров, отвечает за сбор остывшей воды «обратки» и перенаправления ее в отопительный котел.

Главное отличие коллекторной разводки отопления от традиционного последовательного подключения устройств в том, что каждый отопительный прибор в доме имеет независимую подводку.

Такое конструктивное решение дает возможность управлять температурой каждой батареи в доме, а в случае надобности и вовсе отключать ее.

Нередко при проектировании отопления применяют смешанный тип разводки, при которой к узлу подсоединяют несколько контуров, управление каждым из которых осуществляется независимо. Но внутри контура отопительные приборы присоединены последовательно.

Принцип действия солнечного коллектора

По плану действие солнечного коллектора должно было осуществляться следующим образом: забор воды из бассейна происходит при помощи электрического насоса, опущенного в воду. Далее вода поступает в солнечный коллектор, созданный самостоятельно по змеевику из труб, который установлен под наклоном на постаменте. В процессе циркуляции по черному змеевику вода греется под воздействием ярких лучей солнца и поступает ко дну бассейна.

ЧИТАЙТЕ ТАКЖЕ  Бесплатный телефон горячей линии ВУЗ-Банк

Назначение и виды

Теплый водяной пол отличается большим количеством контуров труб и невысокой температурой циркулирующего в них теплоносителя. В основном требуется нагрев теплоносителя до 35-40°C. Единственные котлы, которые способны работать в таком режиме, — конденсационные газовые. Но они устанавливаются редко. Все остальные виды котлов на выходе выдают боле горячую воду. Однако ее с такой температурой в контура запускать нельзя — слишком горячий пол это некомфортно. Чтобы снизить температуру и нужны узлы подмеса. В них, в определенных пропорциях, смешивается горячая вода с подачи и остывшая из обратного трубопровода. После чего, через коллектор для теплого пола, она подается на контура.

ЧИТАЙТЕ ТАКЖЕ  Сколько времени занимает прописка в квартиру
Коллектор для теплого пола со смесительным узлом и циркуляционным насосом

Чтобы во все контура поступала вода одинаковой температуры она подается на гребенку теплого пола — устройство с одним входом и некоторым количеством выходов. Подобная гребенка собирает остывшую воду с контуров, откуда она поступает на вход котла (и частично идет в узел подмеса). Это устройство — гребенки подачи и обратки — называют еще коллектором для теплого пола. Он может идти с узлом подмеса, а может — только гребенки без какой-либо дополнительной «нагрузки».

Материалы

Коллектор для теплого пола делают из трех материалов:

  • Нержавеющей стали. Самые долговечные и дорогие.
  • Латуни. Средняя ценовая категория. При использовании качественного сплава служат очень долго.
  • Полипропилена. Самые дешевые. Для работы с невысокими температурами (как в данном случае) полипропилен — неплохое бюджетное решение.

    Коллектор для теплого пола на 6 контуров

При установке к подающей гребенке коллектора подключаются входы контуров теплого пола,  к гребенке обратного трубопровода — выходы петель. Подключаются они попарно — чтобы проще было регулировать.

Комплектация

При устройстве водяного теплого пола рекомендуют делать все контура одной длины. Необходимо это для того, чтобы теплоотдача каждой петли была одинаковой. Жаль только что этот идеальный вариант встречается нечасто. Намного чаще отличия по длине есть, причем существенные.

Для выравнивания теплоотдачи всех контуров на подающей гребенке ставят расходомеры, на обратной гребенке — регулировочные вентили. Расходомеры — это устройства с прозрачной пластиковой крышкой с нанесенной градуировкой. В пластиковом корпусе находится поплавок, который отмечает с какой скоростью движется теплоноситель в данной петле.

Понятно, что чем меньше проходит теплоносителя, тем прохладнее будет в комнате. Для корректировки температурного режима изменяют расход на каждом контуре. При такой комплектации коллектора для теплого пола делают это вручную при помощи регулировочных вентилей, установленных на обратной гребенке.

Расход изменяют поворотом ручки соответствующего регулятора (на фото выше они белого цвета). Чтобы проще было ориентироваться, при монтаже коллекторного узла, все контура желательно подписать.

Расходомеры (справа) и сервоприводы/сервомоторы (слева)

Такой вариант неплох, но регулировать расход, а значит, и температуру приходится вручную. Это далеко не всегда удобно. Для автоматизации регулировки на входах ставятся сервоприводы. Они работают в паре с комнатными термостатами. В зависимости от ситуации, на сервопривод подается команда закрыть или открыть поток. Таким способом поддержание заданной температуры автоматизируется.

Схема

Коллектор – это главный узел схемы, который собирает в единое целое все контуры обогрева пола. Его основные задачи:

  • Подготовка воды для поступления в трубы. Пол обязан быть теплым, а не обжигающим. Следовательно, в систему нельзя сразу подавать воду, идущую от отопительного бойлера, ведь ее температура порядка +70°C. Горячая жидкость в коллекторе смешивается с холодной, приобретая необходимую для комфортного использования температуру (от +40°C до +45°C).
  • Регулировка температуры в системе в целом и в каждом контуре в отдельности.

Таким образом, именно от правильной работы коллектора зависит нормальное функционирование всей системы. Чтобы смастерить такое устройство своими руками, сначала необходимо выяснить, как устроен коллектор фабричного изготовления. Рассмотрим внимательно схему данного устройства:

Схема правильного монтаж коллектора

На ней можно выделить следующие части:

  • Распределительная гребенка. С нее жидкость разводится по трубам напольного обогрева. Чаще всего оснащается расходомерами – прозрачными колбами, позволяющими следить, как расходуется теплоноситель в каждом контуре.
  • Элемент, к которому присоединяется обратная труба. Здесь нет расходомеров, а есть термостатические клапаны. Ими можно управлять через сервоприводы или термоголовки RTL, настраивая температуру в каждом контуре.
  • Воздухоотводчики – по одному на каждый коллектор.
  • Краны с пробками. Через эти краны есть возможность опорожнить или заполнить контуры водой.
  • Шаровые краны, отрезающие весь узел от бойлера.
  • Термометры, позволяющие контролировать температуру теплоносителя, поступающего в систему и отводимого обратно в котел.

Также в комплект обычно входят кронштейны для закрепления устройства на стене.

[warning]У разных моделей, в зависимости от стоимости, комплектность может несколько варьироваться. Например, встречаются устройства с разным количеством контуров. В некоторых моделях не используются ротамеры. Также бывают варианты с одним термометром или двумя.[/warning]

Самые популярные

Последние записи