Геліосистема або геліоустановка для гарячого водопостачання та опалення будинку

Геліосистема (геліоустановка) - це пристрій, який дозволяє використовувати дармову енергію сонця для гарячого водопостачання та опалення. Причому, сучасні системи такого типу дозволяють перетворити енергію сонячного випромінювання на теплову, незалежно від погоди та пори року. Про принцип роботи, пристрій та вибір обладнання для геліосистеми Ви можете дізнатися з цієї статті.

Зміст статті:

Пристрій та види геліосистем

Геліосистема (геліоустановка) дозволяє використовувати сонячну енергію для гарячого водопостачання та підігріву води в басейні або навіть для опалення всього будинку. Щоправда, щоб опалювати будинок за допомогою такої системи потрібна досить велика кількість сонячних колекторів.

Сонячний колектор (геліоколектор) – основний елемент у конструкції геліосистеми. Він може бути виконаний у вигляді пластин (плоский) або у вигляді вакуумних трубок. Сонячні промені, потрапляючи на поверхню колектора, поглинаються ним і тим самим нагрівають теплоносій, який циркулює в колекторі, до температури 90 - 140 про С.

По трубопроводах високотемпературний теплоносій подається у бак – акумулятор, нагріваючи у ньому воду. Цю воду можна використовувати для гарячого водопостачання чи опалення будинку. Охолоджений теплоносій повертається назад у колектор.

Накопичувальний бак гарячої води є ємністю об'ємом 250 - 500 літрів, яка використовується в геліоустановці як акумулятор тепла, отриманого від сонячного колектора. Конструктивно такий бак схожий на бойлер – він має один або два внутрішні теплообмінники. До того ж, він може мати додатковий електричний нагрівач.

Такий накопичувальний бак акумулює і довго зберігає, отримане з сонячного колектора, тепло,а при необхідності і підігріває воду за допомогою електронагрівача і забезпечує теплообмін з основною системою опалення будинку.

Види геліосистем

Сучасні геліосистеми можуть відрізнятися:

кількістю контурів теплоносія - можуть бути одно-або двоконтурними;
способом циркуляції теплоносія – вона може бути природною чи примусовою.

В одноконтурних геліосистемах (рис. 1) в колектор надходить вода з бака-акумулятора. Ця система досить проста і має найвищий ККД. Принцип її дії ґрунтується на природній конвекції – тепла вода піднімається вгору. У такій геліоустановці циркулює вода, що безпосередньо використовується для гарячого водопостачання або опалення.

Мал. 1 Схема одноконтурної геліоустановки з природною циркуляцією.

Її недолік - для ефективної роботи як теплоносій необхідна якісна «м'яка» вода, а в системах водопостачання часто вода жорстка (особливо при автономному водопостачанні зі свердловини або колодязя). Солі і домішки, що містяться в такій воді, можуть призвести до швидкого руйнування такої геліосистеми. До того ж, вода в системі може просто замерзнути при негативних температурах повітря.

Тому в умовах нашого клімату раціональніше використання двоконтурної геліоустановки (рис. 2).

У ній циркулює спеціальний теплоносій (незамерзаюча рідина), теплова енергія якого зколектора (1 на фото праворуч) передається воді вбаку-накопичувачі (2) за допомогою теплообмінника.

Такий теплоносій може циркулювати в геліосистемі природним чином або примусово за допомогою циркуляційного насоса, що є більш ефективним.

Наступний елемент геліосистеми (геліоустановки)з примусовою циркуляцією –циркуляційний насос абонасосна станція (4), яка є готовим до підключення комплектом, що складається з насоса геліоконтуру (одного або декількох), запірної арматури (вентилів, термовентилів) , запобіжного клапана, механічного відводника повітря та розширювальногомембранного бака (3). Бак вибирається з обсягу геліосистеми. Крім цього, така геліоустановка укомплектовуєтьсяавтоматичним регулятором (5).

Мал. 2 Варіант двоконтурної геліоустановки для гарячого водопостачання та опалення з примусовою циркуляцією.

Де краще встановлювати та як орієнтувати

Колектор геліосистеми можна встановити на даху будинку, на відкритому майданчику (на землі або на балконі), біля басейну і т.д. При цьому необхідно враховувати експозицію (північ-південь) та кут нахилу (0-90 про), які мають велике значення для ефективності її роботи. Найбільш ефективна південна орієнтація.

Функціонування геліоустановок можливе будь-якої пори року, але найбільша продуктивність – у період весна-літо-осінь.

Вибір обладнання

Завдяки геліосистемі можна приймати теплий душ, навіть якщо сонце сховалося там. Площа колектора в 4-6 м 2 вистачить для покриття 60% необхідної енергії для гарячого водопостачання приватного будинку. При площі колекторів близько 10 м 2 у комбінованому баком-водонагрівачем можна вже підтримувати систему опалення будинку. При цьому, якщо енергії сонця не вистачає, автоматично підключається опалювальний котел.

Вирішальними факторами при виборі обладнання для геліоустановки є:

необхідна витрата гарячої води;
тип та кількість санітарно-технічних приладів;
чисельність сім'ї;
рівень гарячого водоспоживання (підвищене чи економне).

Геліоустановка, як і опалювальна система будинку, потребує періодичного контролю та перевірки стану, який необхідно проводити не рідше одного разу на рік. Як правило, огляд та перевірка їх стану здійснюється перед початком кожного опалювального сезону та після його закінчення.

Окупність

Для мешканців європейських країн термін окупності геліосистем, за оцінками фахівців, становить від 3 до 5 років. Для мешканців України та України ці цифри вищі. Але з урахуванням постійного підвищення тарифів на газ та електроенергію, в перспективі, терміни окупності постійно зменшуватимуться.