Классификация гелиосистем

Гелиосистемы разделяются:

по количеству контуров теплоносителя

  • одноконтурные,
  • двухконтурные;

по способу циркуляции теплоносителя

  • с естественной циркуляцией (термосифонные),
  • с принудительной циркуляцией

В одноконтурных системах в солнечные коллекторы поступает и нагревается вода, которая расходуется из бака-аккумулятора на бытовые нужды при отоплении дома.

Принцип действия таких гелиосистем  основан на явлении естественной конвекции — стремлении теплых масс воды вверх 

К достоинствам одноконтурных систем относятся:

  • простота конструкции, обслуживания и эксплуатации;
  • возможность получения самого высокого (на сегодняшний день) КПД системы в целом.

Недостатки одноконтурных систем:

  • высокие требования к качеству воды (желательны низкая жесткость и высокая степень ее очистки), так как на  стенках каналов солнечного коллектора оседают соли, каналы могут засориться намываемой грязью, это приводит к значительному ухудшению эффективности или даже к полному выходу коллектора из строя (если вовремя не прочистить каналы, что в ряде случаев бывает очень затруднительно);
  • повышенная коррозия из-за наличия растворенного в воде воздуха;
  • сезонность работы невозможность нормальной работы системы при отрицательных температурах вследствие опасности разрыва труб замерзшей водой;
  • непродолжительный эффективный срок эксплуатации (практически не более 3–5 лет).

В двухконтурных гелиосистемах в контуре солнечных коллекторов находится специальный теплоноситель (обычно незамерзающая нетоксичная жидкость с антикоррозионными и антивспенивающими присадками или подготовленная вода), при этом тепловая энергия от теплоносителя передается воде с помощью теплообменника (спиральная труба в баке — «змеевик», внешний теплообменный аппарат или «бак в баке»).

Достоинства двухконтурных систем:

  • повышенная надежность работы солнечные коллекторы всегда в хорошем состоянии, так как в них исключены причины осаждения солей и грязевых отложений;
  • безопасность  работы при отрицательных температурах;
  • не требуют дополнительного обслуживания;
  • более длительный (чем у одноконтурных систем) гарантированный эффективный срок эксплуатации (от 10 до 50 лет).

Недостатки двухконтурных систем:

  • незначительное снижение эффективности работы, по сравнению с одноконтурными системами вследствие наличия дополнительных тепловых потерь в коллекторах и трубопроводе, а также из-за необходимости применения теплообменника (около 2–5 %);
  • если применяется незамерзающий теплоноситель, то также незначительно ухудшается эффективность системы из-за более низкой его теплопроводности (по сравнению с водой);
  • необходимость периодической замены теплоносителя (проверка состояния выполняется каждые 6–7 лет с возможной заменой).

Естественная циркуляция

В солнечных системах с естественной циркуляцией движение теплоносителя между коллектором и аккумулятором осуществляется за счет разности плотностей нагретой и холодной жидкости. Если коллектор подключить к баку, который находится выше него, то возникнет самопроизвольная циркуляция теплоносителя, скорость которой зависит от конструкции коллектора, интенсивности солнечного излучения и скорости охлаждения в теплообменнике.

Термосифонные системы нежелательно использовать, если общая площадь коллекторов больше 10 м2

Достоинства термосифонных систем:

  • простота конструкции;
  • автономность процесса нагрева от солнца.

Недостатки термосифонных  систем:

  • низкая эффективность работы системы (особенно в облачные дни, вплоть до полного отсутствия полезной работы), так как для того чтобы началось полезное движение теплоносителя, должна быть достаточно большая разница температур;
  • высокие тепловые потери из-за низкой скорости движения воды
  • нестабильная работа коллекторов (существует риск, что при определенных условиях прекратится движение теплоносителя либо несколько коллекторов не будут участвовать в полезной работе);
  • возможность частого возникновения опасного перегрева бака, вследствие того, что данная система не управляется;
  • необходимость размещения массивного бака-аккумулятора выше верхней точки гелиоколлекторов (например, на крыше);
  • при установке бака-аккумулятора на открытом воздухе возникают большие потери тепла, бак подвергается усиленной коррозии, а также есть риск замерзания бака и патрубков в зимний период;
  • опасность выхода из строя двухконтурной системы при ее отключения на зимний период со сливом воды из бака.

Принудительная циркуляция

В системах с принудительной циркуляцией в коллекторный контур включается маломощный циркуляционный насос, который обеспечивает движение теплоносителя (его работой управляет специальный контроллер). Это дает возможность устанавливать бак-аккумулятор в любой части здания.

Потребляемая мощность насоса значительно меньше тепловой мощности, вырабатываемой системой.

Достоинства систем с принудительной циркуляцией:

  • в результате принудительной циркуляции теплоносителя система работает на 30% эффективнее системы с естественной циркуляцией;
  • бак-аккумулятор можно устанавливать в любом удобном месте;
  • возможность эффективной работы круглогодично;
  • система быстро настраивается на оптимальный режим работы;
  • легко и удобно контролируется работа системы;
  • система является более безопасной, так как контроллер отображает и блокирует опасные режимы работы.

Недостатки систем с принудительной циркуляцией:

  • необходимость установки дополнительного оборудования (насосного модуля и контроллера);
  • дополнительное, хотя и незначительное, потребление электроэнергии циркуляционным насосом.

Как в одноконтурных, так и в двухконтурных установках необходимо учитывать опасность перегрева. При отсутствии термостатического регулирования теплота транспортируется в водонагреватель до тех пор, пока не будет достигнута температура стагнации. В одноконтурных установках – пока не закипит вода, а в двухконтурных – теплоноситель


1
Нужна помощь в выборе?
В зависимости от поставленных Вами задач наши специалисты помогут подобрать оборудование, именно для Ваших потребностей.
2
Купить солнечный коллектор!
Вы можете, сделав заказ по телефону +7 (495) 748-11-78 или воспользоваться формой «Контакты» на сайте.