Поэтому, продолжение рассказа о том, как работает солнечный коллектор, было бы неполным без описания компонентов стандартной гелиосистемы.
Компоненты гелиосистемы
Технически гелиоколлекторы способны готовить воду для ГВС напрямую, с подачей нагретой жидкости непосредственно в систему водоснабжения. Однако часто это нецелесообразно. Во первых, открытый контур подходит только для ГВС, но не для отопления, потому что постоянный контакт со свежей водой, насыщенной кислородом и солями жёсткости, грозит повреждением элементов системы. Во вторых, вода — не лучший теплоноситель для работы с гелиоколлекторами, поскольку в холодное время года она может замёрзнуть и её придётся сливать из системы.
Поэтому наиболее распространено использование гелиоколлекторов в закрытом контуре, передающем тепло системе ГВС или отопления посредством теплообменника. Как правило, система включает сами солнечные коллекторы, трубопроводы и фитинги, предохранительную арматуру, насос для обеспечения циркуляции, ёмкость для сброса тепла (накопитель), контроллер управления, датчики температуры, расширительный бак.
Накопитель представляет собой теплоизолированную ёмкость со спиральным теплообменником внутри. Теплоноситель из гелиоконтура, циркулируя внутри теплообменника, нагревает находящуюся в ёмкости жидкость. Причём теплообменник может быть один (подключённый только к гелиосистеме) либо два или более — в бивалентных и мультивалентных накопителях. Несколько теплообменников позволяют дополнительно подогревать содержимое ёмкости за счёт других теплогенераторов — котла, теплового насоса и т. д. Это актуально, когда мощности гелиополя недостаточно для поддержания заданной температуры. В некоторых моделях накопителей предусмотрены ТЭНы, которые тоже служат резервными источниками тепла для догрева воды. Иногда применяют накопители, в которых теплоноситель из гелиоконтура поступает в основной объём накопителя, а по теплообменнику циркулирует вода для ГВС или теплоноситель системы отопления. Объём накопителя рассчитывают с учётом потребностей конкретного дома в тепле или горячей воде. При необходимости накопителей в системе делают больше одного.
Пример реализации гелиосистемы с поддержкой систем ГВС и отопления дома с помощью буферной ёмкости Oventrop Regucor WHS
Так как коллектор находится на улице круглый год, гелиоконтур обычно заполняют не водой, а незамерзающим теплоносителем — в этом случае даже в морозы жидкость не придётся сливать. Теплоносители для гелиосистем отличаются более высокой температурой кипения, чем у воды, что позволяет отсрочить стагнацию (прекращение циркуляции жидкости и, следовательно, поступления тепла в систему ГВС или отопления). Часто при монтаже прибегают и к практике нагнетания высокого давления жидкости в гелиоконтуре — чем оно больше, тем выше будет температура кипения теплоносителя.
Температура теплоносителя в контуре (если он заполнен не водой, а «незамерзайкой») может быть очень высокой, поэтому выполнять трубопровод контура следует из термостойких материалов, например меди или нержавеющей стали. Применение полимерных труб недопустимо — из¬за сильного нагрева они приходят в негодность. Необходимо использовать фитинги с термостойким уплотнителем, разработанные для гелиосистем. Трубы обязательно снабжают теплоизоляцией для снижения потерь тепла при его переносе от коллекторов к накопителю. В равной мере требования термостойкости относятся и к расширительному баку, который будет обслуживать гелиоконтур. Как правило, производители делают специальные линейки моделей для гелиосистем. Бак должен вмещать не менее 75 % объёма теплоносителя из контура. Располагают его ближе к гелиополю.
Циркуляция в гелиосистеме закрытого типа — принудительная, её обеспечивает насос. Его можно установить отдельно со всей сопутствующей обвязкой, но проще использовать готовую насосную группу (станцию), которая уже содержит все необходимые компоненты и, как правило, снабжена теплоизоляцией.
Ещё один важный элемент гелиосистемы — автоматика, которая с помощью датчиков отслеживает температуру теплоносителя в гелиоконтуре и в ёмкости. Если жидкость в накопителе окажется горячее, чем в гелиоконтуре (а это случается, например, в тёмное время суток), автоматика отключит насос, чтобы сохранить тепло и не дать ему рассеяться через остывшие коллекторы. Управлять гелиосистемой может контроллер котла (если он поддерживает такую функцию или позволяет подключать соответствующий модуль расширения) или другого теплогенератора (например, теплового насоса), но на рынке есть немало и отдельных контроллеров для гелиосистем. Нередко они интегрированы в накопители или насосные станции, обслуживающие гелиоконтур.
Любые компоненты гелиосистемы можноприобрести по отдельности, однако многие производители предлагают уже готовые комплекты — пакеты гелиосистем. Часто такой пакет обходится заметно дешевле, чем его составляющие, купленные порознь. В пользу пакетов говорит и то, что они сформированы специалистами, поэтому входящее в них оборудование оптимально совместимо друг с другом.
В следующей, заключительной, публикации о том, как работает солнечный коллектор, мы расскажем, как уберечь гелиосистему от стагнации – нарушения режимов работы
(Окончание следует)
