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

http://gelioservice.ru/solnechnaja-jenergija/vakuumnye-kollektory/solnechnyy-vakuumnyy-kollektor-atmosfera-svk-nano-20.html

  • Клапан нормально-закрытый ½” – 2 шт

https://ru.aliexpress.com/item/1-2-DC-12V-24V-AC-220V-Electric-Brass-Solenoid-Valve-For-Water-0-100-degrees/32641142647.html

  • Клапан нормально-открытый ½” (см. текст ниже) – 2 шт

https://ru.aliexpress.com/item/1-2-DC-12V-24V-AC-220V-Electric-Brass-Solenoid-Valve-For-Water-0-100-degrees/32641142647.html

  • Насос

https://ru.aliexpress.com/item/Practical-DC-12V-Brushless-Water-Pump-Waterproof-IP68-ZC-T40-Ceramic-Shaft/32581099460.html

  • — 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.

Фотографии процесса монтажа системы:

  • Накопитель Накопитель Змеевик теплоносителя в накопителе
  • Клапанный блок Клапанный блок Клапанный блок, накопитель и расширительный бак
  • Змеевик Змеевик Змеевик теплоносителя на каркасе
  • Каркас для змеевиков Каркас для змеевиков
  • Перемотка катушки клапана Перемотка катушки клапана
  • Процесс сборки коллектора Процесс сборки коллектора
  • Температура Температура Температура теплоносителя при переменной облачности
  • Электропитание Электропитание Электропитание и узел управления
  • Регулятор Регулятор Панель управления контроля, индикации и управления системой.
  • Контроль температуры Контроль температуры Измерение реальной тепературы батареи.
  • Регулятор Регулятор Дифференциальный регулятор ch4050.
  • Клапан Клапан Внешний вид клапанов используемых в сиcтеме управления.
  • Коллектор в сборе Коллектор в сборе Вакуумный солнечный коллектор Atmosfera CBK Nano 20.
  • Температура 66 С Температура 66 С Температура теплоносителя в ясную погоду.

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.


 Файлы для загрузки

Icon

Система отопления на солнечных коллекторах от Дмитрия 52.21 KB 34 downloads

Логическая схема установки в формате pdf ...

 

Tagged with →  
Share →
Translate »

Copyright © Catcatcat 2013-2017. Все права защищены.
Копирование разрешается только с указанием активной ссылки на правообладателя.

e-mail: catcatcat.electronics@gmail.com