Система отопления на солнечных коллекторах от Дмитрия (rv3dpi)


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

Значок

Система отопления на солнечных коллекторах от Дмитрия 52.21 KB 164 downloads

Логическая схема установки в формате pdf ...


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 …
  • REFERENCE CLOCK OUTPUT MODULEREFERENCE CLOCK OUTPUT MODULE
    REFERENCE CLOCK OUTPUT MODULE Модуль формирования опорного тактового сигнала Модуль опорного тактового сигнала обеспечивает возможность посылать сигнал синхронизации на тактовый опорный выходной контакт или контакты (CLKR) в зависимости от конфигурации выводов …
  • 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 …
  • Простой цифровой вольтметр ch-c3200Простой цифровой вольтметр ch-c3200
    В этой статье рассмотрен пример создания простого вольтметра постоянного тока на основе печатной платы ch-c0030pcb, а при возможности использования внешнего делителя и вольтметр переменного тока. Дан краткий принцип построения цифровых …
  • 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 …
  • ch-светомузыка и AK4113ch-светомузыка и AK4113
    Пришло время вернуться к светомузыке. На сегодня использование аналогового входа стало непрактичным, на сегодня необходимо использовать S/PDIF и Toslink. С этим надо было как то разобрать, что это такое, так …
  • LED модуль P10 (1R) V706ALED модуль P10 (1R) V706A
    Это еще одно чудо от китайского брата. Это монохромные матрицы, называются они P10 (1R) V706A, ну типа  R-красные, но не верьте паяют светики и зеленые и синие, в общем любые какие …
  • WiFi ESP8266 – AT команды связанные с функцией Wi-FiWiFi ESP8266 – AT команды связанные с функцией Wi-Fi
    AT команды связанные с функцией Wi-Fi Функции Wi-Fi подключения, запускаться из командной строки Команда Описание  1 AT+CWMODE Проверка, настройка режима работы Wi-Fi (sta/AP/sta+AP), (не рекомендуется для новых проектов). 2 AT+CWMODE_CUR Проверка, …
  • CAN – Controller Area NetworkCAN – Controller Area Network
    Controller Area Network (CAN) первоначально был создан немецким поставщиком автомобильных систем Робертом Бош в середины 1980-х для автомобильной промышленности как метод для обеспечения возможности надежной последовательной связи. Целью было сделать автомобили более надежными, безопасными и …
  • 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. …


 

Поделись этим!

Один комментарий к “Система отопления на солнечных коллекторах от Дмитрия (rv3dpi)

Добавить комментарий

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