Солнечные бойлеры

Системы гелиевого подогрева воды и отопления приобретают все большую популярность. Эти системы привлекательны настолько, что их сейчас устанавливают не только для получения горячей воды на даче. Загородные дома, коттеджи оборудуются гелиевыми установками, которые даже зимой обеспечивают обитателей жилища и горячей водой для бытовых нужд, и отоплением. Разумеется, в каждом конкретном случае, в зависимости от того, какие преследуются цели, выбирается та или иная схема подогрева воды. И соответственно этому подбирается оборудование.

Если речь идет только о том, чтобы в дачный сезон нагревать воду для душа, для бытовых нужд, даже для бассейна, то в этом случае не нужны дорогостоящие солнечные коллекторы, бойлеры, батареи отопления, сложные системы контроля. Достаточно одного-двух плоских коллекторов, чтобы полностью удовлетворить потребности в горячей воде. Здесь даже не нужны промежуточные емкости: коллекторы вполне справятся с нагревом проточной воды.

Более сложные системы гелиевого подогрева воды уже предусматривают наличие специальной накопительной емкости – бойлера для солнечного коллектора. Выбор такого бойлера зависит от того, какое количество горячей воды требуется ежесуточно, как она будет расходоваться, какие площади будут отапливаться.

Бойлер в одноконтурной системе солнечного подогрева воды

Простейшая одноконтурная система солнечного подогрева воды состоит из коллектора и бойлера – расширительного бака. В такой системе коллектор расположен ниже бака. В баке имеются два патрубка. Нижний патрубок гибким шлангом соединен с нижним патрубком коллектора. Верхние патрубки бака и коллектора также соединены между собой. В баке кроме этого в нижней его части имеется патрубок, через который в него подается холодная вода и выходной патрубок для выпуска горячей воды. Бак оборудован поплавковым вентилем, который открывает холодную воду для заполнения системы, если вода в баке опустится ниже определенного уровня.

Системы гелиевого подогрева воды и отопления приобретают все большую популярность. Эти системы привлекательны настолько, что их сейчас устанавливают не только для получения горячей воды на даче. Загородные дома, коттеджи оборудуются гелиевыми установками, которые даже зимой обеспечивают обитателей жилища и горячей водой для бытовых нужд, и отоплением. Разумеется, в каждом конкретном случае, в зависимости от того, какие преследуются цели, выбирается та или иная схема подогрева воды. И соответственно этому подбирается оборудование.

Если речь идет только о том, чтобы в дачный сезон нагревать воду для душа, для бытовых нужд, даже для бассейна, то в этом случае не нужны дорогостоящие солнечные коллекторы, бойлеры, батареи отопления, сложные системы контроля. Достаточно одного-двух плоских коллекторов, чтобы полностью удовлетворить потребности в горячей воде. Здесь даже не нужны промежуточные емкости: коллекторы вполне справятся с нагревом проточной воды.

Более сложные системы гелиевого подогрева воды уже предусматривают наличие специальной накопительной емкости – бойлера для солнечного коллектора. Выбор такого бойлера зависит от того, какое количество горячей воды требуется ежесуточно, как она будет расходоваться, какие площади будут отапливаться.

Бойлер в одноконтурной системе солнечного подогрева воды

Простейшая одноконтурная система солнечного подогрева воды состоит из коллектора и бойлера – расширительного бака. В такой системе коллектор расположен ниже бака. В баке имеются два патрубка. Нижний патрубок гибким шлангом соединен с нижним патрубком коллектора. Верхние патрубки бака и коллектора также соединены между собой. В баке кроме этого в нижней его части имеется патрубок, через который в него подается холодная вода и выходной патрубок для выпуска горячей воды. Бак оборудован поплавковым вентилем, который открывает холодную воду для заполнения системы, если вода в баке опустится ниже определенного уровня.

После того, как будут заполнены водой бак и коллектор, система готова к работе. Вода, нагретая в коллекторе, по законам конвекции поднимается в бак, а ее место занимает холодная вода из бака. Эта циркуляция воды происходит непрерывно, пока коллектор облучается солнцем, поэтому, если нет расхода воды, ее температура может подняться до значительной величины. Когда горячая вода начинает расходоваться, уровень ее в баке понижается, срабатывает поплавковый вентиль, который открывает доступ холодной воды из магистрального водопровода. При достижении определенного уровня заполнения бака, поплавковый вентиль перекрывает воду.

Схема одноконтурного нагрева воды

В случае, если коллектор установлен выше бойлера, в системе устанавливается водяной насос. Он поддерживает циркуляцию воды между бойлером и коллектором. Единственное условие в первом и втором случае – коллектор не должен располагаться горизонтально. Входной патрубок обязательно должен быть ниже выходного. Такие системы чаще всего устанавливаются на дачных участках, где использование горячей воды ограничивается душем, мытьем посуды, возможно, ручной стиркой. Бак может быть рассчитан на 100 – 150 литров воды и не нуждаться в каких-либо средствах теплоизоляции. Устанавливается бойлер как можно выше, чтобы горячая вода могла самотеком поступать вниз (например, в душ).

Бойлер в двухконтурной системе с одним теплообменником

В более серьезных системах гелиевого отопления используется так называемая двухконтурная система. В таких установках вода подогревается не в коллекторах, а непосредственно в самом бойлере. Он представляет собой вместительный бак, выполненный чаще всего из нержавеющей стали, и покрытый толстым теплоизоляционным слоем. В такой емкости нагретая вода долго сохраняет свою температуру.

Так же, как и в одноконтурной системе, в бойлере имеются два патрубка, к которым трубопроводами подключаются входной и выходной патрубки коллекторов. Внутри бойлера расположен теплообменник, представляющий собой в общем случае змеевик, выполненный из медной трубки. Этот змеевик соединяется с входным и входным патрубками, замыкая тем самым систему «коллектор — теплообменник бойлера». Эта система заполняется не водой, а незамерзающим теплоносителем, который может выдержать морозы до -40°С, а при необходимости и более низкую температуру.

Схема двухконтурного нагрева воды с одним теплообменником

Теплоноситель, разогретый в коллекторах, поступает в теплообменник бойлера. Его циркуляция в системе поддерживается насосом. Змеевик теплообменника расположен в нижней части емкости. Теплоноситель отдает тепло воде и, охлажденный, возвращается в коллектор. Нагретая теплообменником вода поднимается вверх, уступая место холодной воде. Так как температура теплоносителя очень высока, вода нагревается достаточно быстро.

Уровень воды в емкости поддерживается точно так же, как и в одноконтурных установках. Поскольку бак снабжен мощной теплозащитой, вода в нем остывает медленно, а следовательно, и расход ее может быть меньше. В некоторых случаях бойлер устанавливается в подвальных помещениях. Тогда для подачи горячей воды наверх используются насосы. При достаточно мощной батарее коллекторов такая система может быть использована не только для нагрева воды для бытовых нужд, но и для отопления. Такая система имеет существенный недостаток – к утру вода в баке остывает, батареи отопления также охлаждаются. И, если дни будут пасмурными, вода будет нагреваться медленно. От этих недостатков избавлена установка с двумя теплообменниками в бойлере.

Бойлер в двухконтурной системе с двумя теплообменниками

В таких установках над нижним теплообменником устанавливается еще один. Это может быть либо теплообменник жидкостного типа, как нижний, причем теплоноситель в нем будет подогреваться от внешних источников тепла, работающих либо на традиционных энергоносителях – газе, угле, дровах, либо это может быть электронагреватель.

Применение электронагревателя является более предпочтительным, поскольку в этом случае возможно регулирование температуры воды в баке, а также отсутствует необходимость следить за газовыми горелками или за наличием топлива в котле отопления. Такая система отопления дома и подогрева воды является надежной, экономичной и обеспечивает наиболее комфортные условия среды обитания.

Схема двухконтурного нагрева воды с двумя теплообменниками

Дом, который оборудован системой гелиевого отопления и подогрева воды для бытовых нужд, наверняка оборудован и достаточно мощной солнечной электростанцией. Часть накопленной в дневное время электроэнергии вполне может быть в ночное время переброшена на дополнительный подогрев воды в бойлере. Причем эта электроэнергия расходуется не постоянно, а только до того момента, как вода достигнет заданной температуры. За температурой воды следит датчик температуры, который в нужные моменты включает и выключает электронагреватель.

Нужно отметить некоторые особенности, общие для всех бойлеров. Во-первых, все они изготавливаются из высококачественной пищевой нержавеющей стали, особо устойчивой к коррозии. Во-вторых, теплообменники для этих емкостей изготавливаются из меди, которая также относится к разряду «пищевых» материалов. И, наконец, в-третьих, толстый слой термоизоляции чаще всего изготавливается из вспененного полиуретана. Эта термозащита позволяет длительное время сохранять температуру воды и расходовать минимум энергии на ее подогрев.