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



Это может быть интересно

  • Регулятор влажности ch-3800Регулятор влажности ch-3800
      И еще один проект на плате ch-c3xxx –  универсальный регулятор влажности ch-3800. Регулятор позволяет работать как в режиме индикатора влажности, так и в режиме регулятора. Рабочий диапазон измеряемой относительной …
  • MCC PIC24 – модуль OUTPUT COMPARE – режиме ШИМMCC PIC24 – модуль OUTPUT COMPARE – режиме ШИМ
    Во многих системах управления, для формирования управляющих сигналов требуется модуль ШИМ, он позволяет не только формировать импульсы заданной длительности, но и с применением обычного RC фильтра строить простые ЦАП. MCC …
  • Часы-кухонный таймерЧасы-кухонный таймер
    Каждая кухня должна иметь кухонный таймер, который позволяет напоминать хозяйке когда проходить определенный промежуток времени. Например, печем пирог, варим яйца… , чтобы не смотреть постоянно на часы, установим таймер и через заданный …
  • Проект с использованием MCC часть 02Проект с использованием MCC часть 02
    Когда мы запустили конфигуратор, самое главное понять, что с этим делать и как проверить, то что мы делаем работает или нет. Для начала настроим регистры конфигурации микроконтроллера и настроем тактовый генератор. …
  • Мониторинг температурыМониторинг температуры
    Настоящий проект создан как обучающий с применением библиотек ds18b20 и LCDHD44780 и компилятора Microchip MPLAB XC8 C Compiler V1.12. Если необходимо иметь информацию по состоянию температуры в помещении или в здании, с количеством до 6 точек (16), то вы сможете …
  • Проект с использованием MCC часть 12-1Проект с использованием MCC часть 12-1
    В настоящее время без визуализации информации уже не интересно. Поэтому научимся выводить информацию на дисплей. Для это возьмет простенький OLED RET012864E/REX012864J я такой приобретал в фирме “Гамма-Украина”, описание можно почитать здесь …
  • USB K-L-line адаптерUSB K-L-line адаптер
    USB K-L-line адаптер предназначен для связи персонального компьютера с диагностической шиной автомобиля – интерфейс ISO-9141. Этот проект предназначен для сборки недорого устройства с использованием специально для этой цели разработанной печатной …
  • Проект с использованием MCC часть 10Проект с использованием MCC часть 10
    Алгоритм управления освещением от нажатия кнопки. Обработка удержания кнопки: Мы должны проверить кнопка в настоящий момент нажата и флаг удержания установлен, если да Проверить таймер удержания “отработал” – это значит, …
  • Проект с использованием MCC часть 15Проект с использованием MCC часть 15
    EUSART – Универсальный асинхронный приёмопередатчик (УАПП, англ. Universal Asynchronous Receiver-Transmitter, UART) — узел вычислительных устройств, предназначенный для организации связи с другими цифровыми устройствами. … читать на вики. Внесем изменения в нашу схему, добавим выход …
  • PIC32MZ – прерывания (заметки)PIC32MZ – прерывания (заметки)
    Виды формирования запоминая контекста при входе в прерывания. Компилятор представляет три варианта AUTO – когда запоминания места возврата из подпрограммы возложено на программу, т.е все создается программно. Этот метод является …


Tagged with →  
Share →

One Response to Система отопления на солнечных коллекторах от Дмитрия (rv3dpi)

  1. Доброе утро.
    Очень интересная статья вышла и актуально, как раз под зиму.
    Благодарю.

Добавить комментарий

Этот сайт использует Akismet для борьбы со спамом. Узнайте как обрабатываются ваши данные комментариев.

Translate »

Copyright © Catcatcat 2013-2018. Все права защищены.
Копирование разрешается только с указанием активной ссылки на правообладателя.

e-mail: catcatcat.electronics@gmail.com