Солнечный коллектор для нагрева воды в бассейне: особенности, устройство, перечень необходимых материалов и последовательность сборки.
Типы коллекторов для подогрева бассейнов
Гелиосистемы для домашних и коммерческих искусственных водоемов делятся на несколько классов по типу конструкции и внутреннего устройства. На выбор гелиоколлектора влияет его производительность, способность аккумулировать и отдавать тепло, а также окупаемость оборудования.
Для нагрева воды используют несколько видов солнечных водонагревателей:
- По особенностям аккумулирующего элемента — гелиосистемы делят на:
- трубчатые (вакуумные);
- панельные;
- пирамидальные;
- и гибкие коллекторы.
- По различиям конструкции — существуют открытые и закрытые гелиосистемы. У каждого типа есть свои преимущества. В открытых коллекторах абсорбер, изготовленный из пластика и резины, не помещается под стекло. Как правило, гелиосистемы открытого типа предназначены для бытового подогрева воды в бассейне в летнее время года.
Закрытые коллекторы, трубчатые и панельные работают вне зависимости от сезона (времени года). Абсорбер закрыт стеклом, что существенно снижает теплопотери и увеличивает эффективность нагрева воды.
Перед тем как сделать выбор следует разобраться в отличиях существующих гелиосистем, а также преимуществах, которые дает та или иная конструкция.
Трубчатые гелиоколлекторы
Главное различие гелиосистем в том, какой аккумулирующий элемент используется во внутреннем устройстве. Трубчатые солнечные коллекторы для бассейнов в качестве абсорбера используют вакуумные стеклянные колбы, состоящие из нескольких элементов:
- Полая стеклянная трубка — колбы в зависимости от конструкции выпускают одно и двух стенными. Во время производства из полости выкачивается кислород. Вакуум служит естественным и эффективным теплоизолятором.
- Медный стержень — играет роль теплообменника. Внутри циркулирует жидкий или газообразный теплоноситель.
- Сборный распределитель — к узлу подключается ряд трубок. Модуль перераспределяет нагретый теплоноситель, направляя его в накопительную емкость (чашу бассейна).
Читайте также:
Вакуумные солнечные коллекторы для отопления дома и ГВС
Вакуумные коллекторы остаются эффективными даже зимой и пасмурную погоду, что дает возможность продлить купальный сезон для открытых водоемов на несколько месяцев (с апреля по октябрь). После наступления глубокой осени трубчатый водонагреватель будет компенсировать около 20% тепловой энергии.
Панельные гелиоколлекторы
Еще один тип гелиосистем, используемых для коммерческого и бытового применения. Панельные коллекторы, хотя и имеют схожий принцип работы с другими солнечными водонагревателями, отличаются от них внутренним устройством, состоящим из:
- короб из алюминия;
- верхняя прозрачная панель из толстостенного стекла;
- абсорбер — металлическая пластина, с нанесенным селективным слоем;
- теплообменник, изготовленный из медных или алюминиевых трубок.
Абсорбер тесно контактирует с трубками, по которым циркулирует теплоноситель. После нагрева вода она подается в искусственный водоем. Плоские солнечные коллекторы для бассейнов особенно эффективны в ясную солнечную погоду. После наступления осени и в зимнее время года, теплоотдача панельной гелиоустановки снижается. Плоские водонагреватели рекомендуется использовать в регионах с умеренным и жарким климатом.
Пирамидальные коллекторы
Используются для бытовых целей. В летнее время года пирамидальная гелиоустановка даст достаточно тепловой энергии, чтобы прогреть воду для комфортных 23-25°C. Отопление бассейна с помощью пирамидальных гелиоводонагревателей используется редко, по причине низкой теплоэффективности.
Принцип работы гелиопирамиды следующий:
- установка подключается к насосной станции;
- роль абсорбера играют шланги с диаметром от 25-40 мм;
- вся конструкция ставится на отражатель;
- вода нагревается и принудительно закачивается в бассейн;
- гелионагреватель работает в постоянном режиме.
Пирамидальные коллекторы предназначены для бытового применения. Гелиоустановка имеет компактные габариты. Самостоятельно подключается к бассейну и насосу. Единственное неудобство — коллектор не разбирается, что достаточно неудобно при транспортировке.
Гибкие коллекторы
Визуально напоминают резиновый коврик. Относятся к типу открытых коллекторов. В резиновом солнечном водонагревателе предусмотрены каналы для циркуляции теплоносителя.
Гелиоколлекторы эффективно работают при солнечной погоде, быстро нагревая и поддерживая необходимую температуру воды в бассейне. Циркуляцию теплоносителя обеспечивает насосная станция, работающая в постоянном режиме.
Гибкие солнечные коллекторы для бассейнов легко транспортировать. При необходимости их просто сворачивают как коврик. Размеры резинового коллектора подбираются индивидуально по площади бассейна.
|
Производительность |
Коврик для нагрева воды от солнечной энергии |
|||
|
Галлоны/ч |
Литры/ч |
м³/ч |
||
|
Фильтр-насос |
330 |
1,250 |
— |
1-2 |
|
530 |
2,006 |
— |
2-4 |
|
|
1,000 |
3,785 |
— |
3-5 |
|
|
1,500 |
5,678 |
— |
4-6 |
|
|
Песчаный фильтр-насос |
1,200 |
— |
4,5 |
4-5 |
Как работает подогрев бассейна при помощи солнечного коллектора
Концентрация солнечной энергии с последующей передачей ее теплоносителю производится солнечными коллекторами, еще их часто называют солнечными нагревателями для бассейна. С помощью теплообменных устройств эта энергия передается воде. Одной только солнечной энергией стабильно и в течение длительного времени поддерживать необходимую температуру невозможно. Поэтому данный источник энергии используется в большинстве случаев как вспомогательный, где в качестве основного применяется обычно мощная нагревательная установка с питанием от электрической сети. Электронный контроллер регулирует участие солнечного коллектора для сохранения нужного теплового баланса воды в бассейне.
Схема двухконтурного нагрева воды в бассейне представлена на изображении:
В контур нагрева бассейна солнечными коллекторами входят следующие конструктивные элементы:
- собственно сам коллектор;
- насос, создающий возможность циркуляции воды в бассейне;
- теплообменник, выполняющий передачу тепла от нагретой в коллекторе жидкости всей массе воды бассейна;
- обязательно наличие фильтров для очистки воды;
- клапаны (нагнетающий, обратный), которые регулируют необходимую подачу воды.
Насос подает воду из бассейна в теплообменник. Если температура ниже установленной нормы (что фиксирует датчик на входе), контроллер дает команду на подачу нагретой в коллекторе жидкости в теплообменник. Происходит нагрев холодной воды из бассейна. Если температура воды соответствует норме, она, минуя теплообменник, возвращается в бассейн.
Принцип работы солнечных коллекторов для бассейна
Существует несколько видов коллекторов, различающихся устройством.
Однако работают все они по одному принципу:
- Аккумулирующий элемент поглощает энергию солнца. Устроен он по принципу теплообменника. От поглощенного солнечного тепла прогревается циркулирующая жидкость.
- Подогретая солнечной энергией вода сбрасывается в бассейн. Из чаши в теплообменник поступает новая порция жидкости.
- Замкнутый цикл циркуляции воды происходит беспрерывно. За эту часть работы отвечает циркуляционный насос. Система функционирует, пока есть солнечный свет.
Полноценный обогрев бассейна солнечные коллекторы не способны обеспечить. Во-первых, эффективность их возрастает только летом, когда на улице стоит жаркая погода. Во-вторых, коллекторы способны компенсировать максимум 40% расхода энергоносителей, используемых для получения тепла.
Совет! Оборудование примерно в два раза снизит расходы на обогрев воды, если бассейн накрывать тентом или любым другим видом крышки на время, когда его не используют.
Виды коллекторов для нагрева воды бассейна
Солнечные коллекторы, применяемые для нагрева воды бассейна, могут быть:
- вакуумные;
- плоские (открытые или закрытые).
Для бассейнов, работающих в круглогодичном режиме используют вакуумные коллектора, способные сохранять внутри себя тепло даже при отрицательных температурах.
Для предназначенных в качестве семейного отдыха, например, на даче и эксплуатируемых в сезонный период (обычно в российских условиях с апреля по октябрь) лучше всего подходят плоские солнечные коллектора. Конструктивные особенности позволяют их изготовить своими руками.
Вакуумные
Классический вариант такого теплообменника состоит из двух трубок: в большую трубку с откачанным воздухом вставляется меньшая по размерам с закачанной внутрь специальной легко испаряющейся жидкостью. Степень нагрева влияет на количество испаряющейся жидкости, которая попадая в конденсатор, отдает большее или меньшее количество тепла теплообменнику.
Важно: внутри трубка покрывается селективным покрытием, увеличивающим поглощение солнечного излучения.
В теплообменник для повышения эффективности теплопередачи вставляется медная трубка. Обладающая хорошими теплофизическими свойствами медь с меньшими потерями отдает тепло воде бассейна.
Плоский (открытый)
Плоский, принимающий солнечное излучение, не имеет защиты от воздействий окружающей среды. Обычно имеют прямоугольную форму, изготовленную из пластика, окрашенного в черный цвет.
Эффективность работы такого коллектора сильно зависит от окружающих погодных условий — он работает только при положительных температурах на улице.
Плоский (закрытый)
В отличие от открытого представляет собой термоизолированный короб закрытый сверху листом стекла или специального пластика.
За защитным стеклом располагается адсорбер, корпус которого изготавливается из материала с высокой теплопроводностью, например, алюминия. К корпусу плотно прилегает медная трубка, которая для увеличения поверхности поглощения выполнена в виде змеевика. В трубке находится жидкость чувствительная к восприятию солнечного излучения. Проходя через змеевик, вода из бассейна получает тепловую энергию и ее температура повышается.
Преимущества и недостатки подогрева воды с помощью гелиосистемы
К плюсам солнечных коллекторов для бассейнов относят:
- Доступную стоимость некоторых видов систем. С их помощью можно подогревать воду в бассейне до комфортных значений без существенных финансовых затрат.
- Простой монтаж, нетребовательность в уходе.
- Возможность легко увеличить теплоотдачу установки, используя несколько панелей. Актуально для больших бассейнов.
- Простую конструкцию – гелиосистему можно изготовить своими силами.
- Возможность раздвинуть границы купального сезона для открытых бассейнов и круглогодично использовать закрытый бассейн.
- Экологичность и долговечность системы.
Список недостатков гелиосистем включает:
- зависимость недорогих установок от климатических и погодных условий;
- потребность в электропитании для циркуляционного насоса.
Установка и МОНТАЖ солнечного колектора
Сборка солнечного водонагревателя производится в соответствии с маркировкой, указанной на корпусе и прилагаемых к каждому комплекту инструкции. Рекомендуется устанавливать солнечный водонагреватель максимально близко от места использования горячей воды, чтобы сократить потери тепла в трубах магистрали.Место установки.Солнечный коллектор можно установить в любом месте — на крыше, на стене, на земле. Важно только установить его под определенным углом к горизонту и на солнечном месте. Чаще всего коллектор устанавливают на крыше. Коллектор на крыше не занимает места на участке и получает больше солнечных лучей — там его ничто не затеняет. При установке следует иметь ввиду, что оборудование требует обслуживания. Поэтому, необходимо продумать, как облегчить доступ к нему. Кроме того, коллектор достаточно тяжелое устройство. поэтому стропила крыши или стена дома могут потребовать усиления их конструкции. Лучше всего, установку солнечного коллектора предусмотреть сразу, на стадии проектирования и строительства дома. Ориентация и угол наклона солнечного коллектора.Максимальное количество солнечной энергии коллектор будет получать, если его поверхность будет перпендикулярна направлению на солнце. Направление на солнце постоянно меняется в зависимости от времени года и суток. Поэтому, коллектор устанавливают под некоторым углом к горизонту, который позволяет получать максимум солнечной энергии без изменения положения коллектора. Солнечный коллектор, который будет работать круглый год устанавливают под углом к горизонту, величина которого примерно равна географической широте местности.В зимний период, если есть возможность, лучше увеличивать угол наклона ещё примерно на 15°. Если солнечный коллектор будет работать только летом, то угол наклона следует уменьшить до: географическая широта местности минус 15°. Плоскость солнечного коллектора должна смотреть по направлению на юг с точностью плюс-минус 15°.
Видео: Монтаж солнечного коллектора для бассейна.
Примеры солнечного нагрева воды в бассейнах открытого и закрытого типа.
Организация водонагревателя для бассейна своими руками
Плоский солнечный коллектор для подогрева для бассейна можно изготовить своими руками из доступных, порой без дела лежащих материалов в сарае на даче. Кроме экономии электрической энергии, получается прямая выгода от отказа в трате финансов на промышленный образец.
Простейшая схема, где отсутствует даже намек на автоматику (регулируется вручную) выглядит следующим образом:
Конструкция состоит из следующих элементов:
- самодельный плоский коллектор;
- тройник на входе в коллектор;
- тройник на выходе из коллектора;
- выпускной клапан, смонтированный с выпускным тройником для освобождения системы от воздушных пробок;
- сливной кран;
- кран на подводящем шланге;
- обратный клапан, обеспечивающий запуск насоса;
- циркуляционный насос;
- бассейн.
Вариантов изготовления солнечного коллектора своими руками домашние мастера придумали много — в зависимости от имеющихся в наличии подручных материалов. Для примера приведем вариант коллектора, который устанавливается на поверхности земли с минимально возможным расстоянием от бассейна с целью снижения тепловых потерь.
Площадка выбирается с учетом максимального попадания светового потока в самодельный адсорбер. Готовится устойчивое основание с гидроизоляцией. Все это должно выглядеть примерно, как показано на изображении:
Каркас, на который будет крепиться коллектор, изготавливается из деревянного бруса, как и сама рама. Основание рамы обшивается фанерой.
- На дно фанеры укладываются металлические листы. Подготавливается основание для укладки стекла.
- Получившаяся конструкция в виде щита окрашивается в черный цвет.
- Плоскость щита размечается под укладку металлопластиковых труб, устанавливаются крепления под них, после чего монтируются нарезанные в размер металлопластиковые трубы.
- Между собой трубы соединяются в змеевик уголками и штуцерами — фурнитурой из металлопластика. В бортах оборудуется вход/выход труб змеевика.
- Следует обязательно провести пробное гидравлическое испытание. После подтверждения герметичности конструкции, змеевик также необходимо окрасить в черный цвет.
Для улучшения теплопроводности, на трубах собирается каркас из алюминиевого профиля. В пазы профиля и подготовленное основание в деревянной раме укладывается порезанное определенного размера стекло. Стеклянная накладка изготавливается из нескольких частей, каждая из которых садится на герметик и скрепляется друг с другом специальной фиксирующей накладкой.
Цены насолнечный нагреватель для бассейна
Цены довольно сильно отличаются и очень сильно зависят именно от бренда и страны производителя. Европейские солнечные коллекторы для бассейна довольно дорогие, но у них хорошее качество. В России также выпускают отличные коллекторы, но их цена сопоставима с европейскими. Более низкая стоимость сразу сказывается на качестве. Также и с китайскими производителями.
Цены находятся в таком диапазоне: от 350 до 2000 долларов, естественно, есть и дороже. Но сильно экономить на устройстве нельзя иначе вы рискуете получить прибор с низким КПД и маленьким сроком эксплуатации.
Несколько советов по правильной эксплуатации
Повысить срок службы плоских водонагревателей поможет соблюдение следующих рекомендаций.
- При падении температуры ниже нуля следует остановить пользование бассейном. Необходимо слить из коллектора остатки воды.
- В отверстиях гелиоустановки со временем образуется накипь. В системе уменьшается напор и насос начинает работать с повышенной нагрузкой. Периодическая чистка мягкой щеткой и бытовыми моющими средствами поможет избежать этого.
- Не следует забывать протирать стекло от пыли. Эффективность коллектора с грязным стеклом падает в разы.
Селективное покрытие
Селективное покрытие выполняет едва ли не самую основную функцию в работе коллектора. Пластина или радиатор с нанесённым покрытием притягивают в разы больше солнечной энергии, превращая её в тепло. Можно приобрести специальный химикат в качестве селективного покрытия, а можно просто окрасить теплонакопитель в чёрный цвет.
Чтобы сделать селективное покрытие для солнечных коллекторов своими руками, можно применить:
- специальный готовый химикат;
- оксиды разных металлов;
- тонкий теплоизоляционный материал;
- чёрный хром;
- селективную краску для коллектора;
- чёрную краску или пленку.
купить солнечный коллектор для нагрева воды
Производственная компания АНДИ Групп предлагает готовые комплекты оборудования для круглогодичной и сезонной эксплуатации с применением вакуумных или плоских солнечных коллекторов.
Отзывы пользователей из информационного пространства интернета
Во многих комментариях пользователей краеугольным камнем в эксплуатации коллекторов обозначается их прямая зависимость от солнечной активности. Ориентация на солнечную сторону, угол наклона и наличие как можно большого количества солнечных дней важные составляющие для стабильной работы гелиоустановки.
Пользователи сборных бассейнов на территории частного дома или дачи отмечают возможность удлинить купальный сезон. Рекомендуют использовать системы с плоскими коллекторами без отдельных теплообменников. Вода из бассейна изменяет температуру, проходя непосредственно через трубки установки. Такая система будет отличаться простотой и низкой ценой.
На северных территориях с холодным климатом плоские коллекторы практически не получают хороших отзывов. Несмотря на свою дороговизну здесь больше находят применение вакуумные гелиоустановки. Из-за низких тепловых потерь они более качественно выполняют свои функции по нагреву воды бассейна в холодных широтах.
Отзывы пользователей
Пользователи отмечают, что солнечные нагреватели из полимерных материалов способны повысить температуру воды в резервуаре за несколько часов только в ясные жаркие дни.
При пасмурной погоде эффективность существенно снижается. Опыт показывает, что стоит минимизировать потери тепла при испарении, закрывая чашу открытого бассейна специальным покрывалом.
Пользователи в регионах с холодным климатом и малым количеством солнечных дней высоко оценили эффективность вакуумных солнечных нагревателей, которые получают тепловую энергию не только от солнечных лучей, но и от инфракрасного излучения, присутствующего и в пасмурную погоду.
В летнее время потребителям пришлось решать вопрос со сливом горячей воды после нагрева бассейна до комфортной температуры. С отзывами можно ознакомиться здесь и здесь, тут и тут.
Полезные видео: как можно сделать подогрев бассейна без солнечного коллектора
Источник: https://eco-energetics.com/solar-energy/solnechnyj-kollektor-dlya-bassejna#/
Видео по теме статьи
Изготовление и подключение солнечного коллектора — в видео: