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

  • Проект с использованием MCC часть 06Проект с использованием MCC часть 06
    Изменим схему следующим образом добавим две тактовые кнопки BT1 и BT2. Теперь переключимся на конфигурацию выводов, для этого сделаем двойной клик в окне Ресурсы проекта на Pin Module. В окне Pin …
  • УКВ – радиоприем, часть 2УКВ – радиоприем, часть 2
    Пришло свободное время решил вторую часть проекта реализовать (правда есть мысль и третью с использование цветного OLED и функцией ch-светомузыки, но это только задумка… Для понимания функций интегрального приемника RDA5807FP читайте …
  • PIC18F25K42 – v. A001 – выявленные баги.PIC18F25K42 – v. A001 – выявленные баги.
    Модуль I2C Не работает при использовании в стандартной конфигурации MCC. Требует особой нестандартной конфигурации и управления для нормальной работы. Обойти Обход проблемы возможен библиотека см статью. Модуль ADC2 На выводе RA0, …
  • Проект с использованием MCC часть 13Проект с использованием MCC часть 13
    Так как используя MCC мы можем его использовать со своими библиотеками, поэтому настало время и свое создать. Для начала откроем наш заголовочный файл в нем очень много букв: По этому. да …
  • Тестирование модуля генератораТестирование модуля генератора
    Тестирование модуля генератора Настройка, запуск и проверка рабочей частоты на примере PIC18F26K40. PIC18F26K40 Чтобы понять из-за чего зависит производительность микроконтроллера просто надо понять как работает его задающий тактовый генератор. Для …
  • HVLD модуль на примере PIC24FJ128GA204HVLD модуль на примере PIC24FJ128GA204
    HVLD модуль представляет собой простое устройство, для контроля напряжения питания микроконтроллера или внешнего напряжения (через делитель). Его задача при “выходе” напряжения за заданные пределы сформировать сообщение микроконтроллеру, что необходимо выполнить …
  • Trimax – кодирование и декодирование ИК-командTrimax – кодирование и декодирование ИК-команд
    Первое, что надо понять назначение кнопок клавиш пульта, а также, что за кодирование реализовано в ИК- пульте. Для назначения клавиш обратимся к описанию, а для взлома кодирования воспользуемся старым и …
  • LATINO – открытый проект ch-светомузыкиLATINO – открытый проект ch-светомузыки
      Проект построенный на некоторых принципах ch-светомузыка. Проект ознакомительный предназначен, для самостоятельного построения простого и эффективного светосинтезатора. Вывод осуществляется на ВОУ собранной на драйверах HL1606. Для этого была применена светодиодная …
  • Дифференциальный терморегуляторДифференциальный терморегулятор
    Дифференциальный терморегулятор ch-3020 Назначение. Ch-c3020 представляет собой дифференциальный терморегулятор. Основное назначение солнечные системы горячего водоснабжения, а также вентиляционные системы управление притоком свежего воздуха. Контроллер позволяет работать пяти режимах. 1 – …
  • Униполярный шаговый двигатель – часть 2Униполярный шаговый двигатель – часть 2
    В этой части только итог и версия 2.0 универсальной, которая позволяет управлять шаговым двигателем во всех трех режимах и 3.0 специальной библиотеки только для одного полушагового режима. В этих библиотеках …


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