Солнечные коллекторы для отопления в Европе используют в более 50% от общего количества установленных гелиосистем. Однако следует понимать, что гелиосистемы предназначены лишь для поддержки отопления и экономии затрат на основную систему отопления.
Основная причина для разработки и установки в наше время — это непомерная цена на классические энергоносители.
Описание конструкции собранной гелиосистемы
Основные моменты, повлиявшие на конструкцию:
- — приоритетным режимом является отопление комнаты
- — проживание в доме с мая по октябрь
- — автономность системы
- — все потребители электроэнергии — низковольтные
- — полное осознание того, что срок окупаемости проекта равен бесконечности
Основное отличие от подавляющего большинства схем – возможность подачи теплоносителя напрямую в батарею. Имеющиеся в интернете схемы всегда предполагают промежуточный накопитель тепла, и пока он не прогреется, отопления не будет. Эти схемы возможны только в случае постоянного проживания и поддержания накопителя в теплом состоянии дополнительным ТЭНом или от котла.
В представленной системе имеется 3 переключаемых контура циркуляции теплоносителя, и соответственно 3 режима работы:
- — дневное отопление (контур солнечный коллектор – батарея или накопитель — батарея), когда есть солнце, накопитель горячий, а в комнате холодно;
- — накопление тепла (контур солнечный коллектор – накопитель), когда солнце светит, а в комнате жарко и отопление не нужно;
- — ночное отопление (контур накопитель – батарея), когда луна не греет, накопитель горячий, а в комнате опять холодно )))
Дополнительно можно выделить «зимний» режим, когда вода в накопителе отсутствует. По сути, это есть режим дневного отопления, но работает только контур солнечный коллектор — батарея.
Кроме того, через накопитель пропущен проточный змеевик, не связанный с системой отопления, подающий воду от водопровода к электрическому бойлеру ГВС. Это значительно уменьшает время работы бойлера на нагрев воды и, соответственно, расход электроэнергии.
В управлении схемой задействованы все 4 канала терморегулятора.
На первом канале установлен режим дифтермометра коллектор-накопитель. На втором «уставка» по температуре в коллекторе. Из них сделан логический элемент «И», то есть первая группа клапанов и насос включаются при срабатывании обоих каналов.
Вторая связка чуть сложнее. В нее введен логический элемент «И-ИЛИ», связанный с 4 каналом логическим «И» (см. схему). Это позволяет не перенастраивать контроллер на работу в «зимнем» режиме.
Поскольку насос в схеме один, а каналов управления два, для исключения взаимного влияния питание насоса организовано через два встречных диода.
Электрическая схема подключения нагрузок к регулятору представлена ниже.
Оборудование и материалы:
- Вакуумный солнечный коллектор Atmosfera CBK Nano 20
- Клапан нормально-закрытый ½” – 2 шт
- Клапан нормально-открытый ½” (см. текст ниже) – 2 шт
- Насос
- — Радиатор отопления 10 секций алюминиевый
- — Труба нержавеющая гофрированная – 60 м (из них ~35 м ушло на змеевики)
- — Расширительный бачок закрытого типа, объем 8 л
- — Фитинги, сгоны, соединители, краны шаровые, воздушник
- — Термометр-манометр совмещенный
- — Бочка 216 л металлическая
- — Полоса оцинкованная (для крепления змеевиков в бочке)
- — Теплоизоляция
- — Теплоноситель (этиленгликоль) – 15 л
- — Контроллер на основе дифференциального терморегулятора
- — Блок питания, датчики, провода
- — Контроллер заряда АКБ
- — АКБ 75 А*ч (б/у от автомобиля)
- — Солнечные панели 100 Вт 12 В — 2 шт
- — Крепеж, изолента, термоусадка, термопаста, ФУМ, стяжки
Для заполнения системы теплоносителем использовался насос повышения давления от системы обратного осмоса.
Нормально-открытые клапаны по факту потребляли 23 Вт каждый и грелись до +80 градусов, за что им были перемотаны катушки. Сейчас потребление каждого 12 Вт и температура катушки +52 градуса при +30 окружающего воздуха. Новая катушка – 170 м провода ПТЭВ-0,4.
Можно найти другие клапаны, но у них пластиковый корпус. Так что решение о замене — на усмотрение меняющего.
На момент написания статьи система проработала 2 недели, вторая половина августа. Геолокация – север московской области. Коллектор ориентирован строго на юг.
По факту тепловая мощность коллектора с учетом неизбежных потерь в это время оказалась равной 1,17 кВт. При заявленной пиковой мощности 1,24 кВт вполне достойный результат.
В ближайших планах – установка солнечных панелей для полной автономности системы, с возможностью автоматического перехода на питание от сети, если АКБ разряжена. Контроллер заряда и АКБ уже установлены.
Автору терморегулятора в качестве идей могу предложить рассмотреть возможность управления трехходовым краном (он заменяет пару НЗ и НО клапанов) с контролем по крайним положениям (но это скорее уже обвязка, а не программирование) и введение в режим дифтермометра уставки.
PS.
А вообще, огромное спасибо Геннадию за труд и терпение! (за написание ПО для регулятора, если более конкретно от Catcatcat)
С уважением, Дмитрий.
Для управления гелиосистемой Дмитрий применил ch-4050 — дифференциальный терморегулятор. Регулятор был изготовлен на своей плате.
Система отопления на солнечных коллекторах от Дмитрия (rv3dpi)