Мой дом / My Dom

Система солнечного горячего водоснабжения с принудительной циркуляцией воды характеризуется тем, что в ее схеме солнечный коллектор и аккумуляторный бак разъединены, и для нагревания воды в баке требуется принудительная прокачка теплоносителя при помощи циркуляционного насоса. Аккумуляторный бак и насосы в такой системе можно расположить внизу, что облегчает контроль за оборудованием, к тому же отпадает необходимость в установке на крыше дома тяжелого резервуара.

Недостатки системы:

• необходимость монтажа коллекторного насоса и датчиков разности температур;
• обеспечение теплоизоляции трубопроводов.

В результате стоимость такой системы выше, чем обычной системы с естественной циркуляцией воды.

Если учитывать технические качества обеих систем, то при одинаковых площадях солнечных коллекторов и объеме бака обычно выбирают солнечный водонагреватель с естественной циркуляцией воды. Система солнечного горячего водоснабжения с принудительной циркуляцией воды связана с необходимостью обеспечения работы насосов замены многих деталей в механизмах регулирования и контроля, и хотя она считается более совершенной, в обычных домах ей пользуются очень редко.

Таким образом, систему солнечного горячего водоснабжения с принудительной циркуляцией воды можно рекомендовать для следующих случаев:

• при необходимости большого количества горячей воды (очень большая семья);
• в холодных регионах, если обеспечена морозостойкость системы (использование растворов антифриза);
• для сохранения экстерьера здания;
• в случаях, когда при пользовании водонагревателем наблюдается недостаточное давление воды и предпочтительнее осуществлять ее опосредованный нагрев;
• в случаях, когда прочность конструкции крыши не допускает установку тяжелого водонагревателя;
• в случаях, когда систему легко подключить к уже готовому бойлеру.

В комплекты оборудования систем солнечного горячего водоснабжения с принудительной циркуляцией воды, имеющиеся в продаже, обычно входят коллекторы (2...3 шт.) и накопительный бак горячей воды вместимостью 250...300 л. Для экономии энергии очень надежны и выгодны крупные водонагреватели, а также водонагреватели на 2-х опорах, устанавливаемые либо параллельно, рядом друг с другом, либо соединяющиеся последовательно.

Систему солнечного горячего водоснабжения с принудительной циркуляцией воды по конструкции теплоаккумуляторных баков и способам нагрева разделяют на 3 вида:

• непосредственный нагрев с использованием накопительного бака с открытым отбором воды;
• непосредственный нагрев с использованием теплоаккумуляторного бака с закрытым отбором воды;
• опосредствованный нагрев с использованием аккумуляторного бака с закрытым отбором воды.

Непосредственный нагрев с использованием накопительного бака с открытым отбором воды

Нагрев по этому принципу осуществляется по следующей схеме: вода, подаваемая в открытый аккумуляторный бак, непосредственно нагнетается вверх, где проходит через солнечный коллектор и нагревается солнечным излучением.

Рис. 1. Схема системы горячего водоснабжения с непосредственным нагревом и аккумуляторным баком с открытым отбором воды:
1 - солнечный коллектор; 2 - вакуумный затвор; 3 - аккумуляторный бак с открытым отбором воды; 4 - подача питательной воды; 5 - коллекторный насос; 6 - дополнительный насос для горячей воды; 7 - электрический водонагреватель; 8 - кухня; 9 - туалет; 10 - ванная.

Такая система отличается высокой эффективностью, однако в ней обязательно нужные мощные коллекторные насосы и насос высокого давления для подачи горячей воды. Предотвращение замерзания системы при низких температурах обеспечивается за счет слива воды, поэтому в трубопроводе не должно быть обратных уклонов.

В связи с необходимостью слива воды в самой верхней точке нужно установить воздушный клапан, чтобы воздух проникал в коллекторную часть, поэтому место установки теплоаккумуляторного бака строго ограничивается.

В качестве теплоаккумуляторов с открытым отбором воды для систем горячего водоснабжения используют баки из пластмасс, армированные стекловолокном, полиэтиленовые баки. Для этих баков необходимы насосы высокого давления для подачи горячей воды. Выпуск воды осуществляется автоматически. При пользовании насосами с автоматическим включением возникает опасность нарушения равномерности тока горячей воды (гидроудар), поэтому нужно выбирать систему с регулятором давления. Бойлеры также желательно выбирать либо типа накопительных резервуаров, либо снабженные системой регулируемого отбора и поступления воды.

Непосредственный нагрев с использованием теплоаккумуляторного бака с закрытым отбором воды

Рис. 2. Способ непосредственного нагрева с использованием аккумуляторного бака с закрытым отбором воды (совмещен с дополнительным энергоисточником):
1 - солнечный коллектор; 2 - вакуумный затвор; 3 - электрический водонагреватель, совмещенный с баком-аккумулятором; 4 - коллекторный насос; 5 - подача питательной воды; 6 - кухня; 7 - туалет; 8 - ванная.

Эта схема характеризуется высокой эффективностью солнечных коллекторов и необходимостью в коллекторных насосах сравнительно малой мощности. Однако, в ней несколько осложнено использование антифриза, поэтому при возникновении опасности замерзания воды рекомендуется с помощью электромагнитного клапана перекрыть воду в трубопроводах, идущих от теплоаккумуляторного бака, а также, через электромагнитный и низкотемпературный клапаны полностью спустить воду из коллекторной части системы. Для обеспечения большей безопасности оба клапана целесообразно совместить и осуществлять повседневный контроль за их состоянием. Перед включением насоса очень важно повернуть электромагнитный клапан для дренажа воды в положение Открыто.

Опосредствованный нагрев с использованием аккумуляторного бака с закрытым отбором воды

Эта система работает по следующей схеме: в нижней части накопительного бака устанавливают теплообменнник и теплоноситель, циркулирующий в его трубах, нагревает воду в баке.

Рис. 3. Способ опосредствованного нагрева с использованием аккумуляторного бака с закрытым отбором воды (дополнительный энергоисточник отделен):
1 - солнечный коллектор; 2 - расширительный бак для антифриза; 3 - аккумуляторный бак с закрытым отбором воды; 4 - подача воды наверх; 5 - электрический водонагреватель; 6 - кухня; 7 - туалет; 8 - ваннная.

При пользовании этой системой снижается эффективность преобразования солнечного излучения в тепло за счет повышения теплопотерь в теплообменнике. Благодаря использованию в качестве теплоносителя раствора антифриза обеспечивается предотвращение замерзания; мощность насоса здесь невелика.

Таким образом,существует много различных схем систем солнечного горячего водоснабжения с принудительной циркуляцией воды. У каждой из них есть свои достоинства и недостатки. При выборе системы следует прежде всего руководствоваться данными об экономии энергии. надежности конструктивных узлов, эффективности осуществляемых мер против замерзания и долговечности коллекторных труб. Вопросы условий эксплуатации систем и выбора места их установки следует решать в зависимости от особенностей климата и рельефа местности.

При одинаковых площадях солнечных коллекторов и емкости теплоаккумуляторов в системе непосредственного нагрева выработка тепла будет на 10...20% больше, чем при опосредственном нагреве. Кроме того, в системе опосредствованного нагрева затраты энергии на работу насосов и других дополнительных механизмов составляют 50...100 кВт*ч/год.