В предыдущей статье подробно рассматривалось создание бака для солнечного коллектора на PEX трубах. Следующим этапом идут сантехнические работы: подвод труб, теплообменник солнечного коллектора, запуск системы.
Теплообменник солнечного водонагревателя
Теплообменником в этом прототипе является 90-метровая бухта трубы из полиэтилена высокой плотности (HDPE). Моток погружается в резервуар. Холодная вода направляется к резервуару, сначала проходя через моток теплообменника, где она забирает тепло от воды, нагретой солнечным коллектором. Если вода нуждается в дополнительном подогреве, это сделает электрический бак в конце цепи.
Теплообменник имеет вместительность около 45 литров. Получается, 45 литров мы получаем со 100% КПД. Если требуется больше 45 литров, то 90 метров трубы начинают брать тепло от воды в баке, температура на выходе будет ниже в зависимости от скорости потока. Производительность в любом случае очень хорошая.
На практике, 45 литров горячей воды это даже больше, чем требуется.
Трубы из полиэтилена высокой плотности не рассчитаны на долгую службу при температурах, превышающих 60 градусов. Если у вас высокое давление воды, можно сделать теплообменник из PEX трубы. Вообще 60 градусов это именно та температура, на которой стоит остановиться — кипящая вода не нужна точно.
Какие недостатки у полиэтиленовых труб высокой плотности: при нагреве может появиться запах пластика и эти трубы не рассчитаны на работу при высокой температуре под давлением. Автор прототипа через 10 месяцев заменил теплообменник на PEX трубу, чтобы не переживать в дальнейшем ни за температуру, ни за давление и рекомендует сразу ставить сшитый полиэтилен.
Лучше погружать теплообменник в первозданном виде, не раскручивая, если ваш бак позволит по габаритам, конечно. Класс трубы должен быть рассчитан на питьевую воду (желательно).
Опора для теплообменника внутри резервуара
Опора необходима в первую очередь для того, чтобы моток был ближе к поверхности резервуара — где скапливается горячая вода. В данном случае используются бетонные блоки. Подробности на фото ниже.
Лоскуты каучука наклеены для того, чтобы бетон не истирал дно бака и трубу. За 10 месяцев использования бака бетонные блоки вели себя хорошо.
В первую очередь заполняется теплообменник, далее бак. При заполнении бака убедитесь, что остается воздушная прослойка между трубой-обраткой и водой. У воздуха должна быть возможность уйти в обратку при дренировании системы.
Два конца теплообменника должны быть выведены из бака для подключения к водопроводу, идущему к домашнему водонагревателю. Чтобы это сделать, необходимо вырезать два отверстия в ребре бортика и укрепить. Подробности видно на фото.
Сантехнические узлы солнечного коллектора
Погружной насос расположен в нижней части коллекторного бака. Вода из резервуара перекачивается этим насосом в верхний трубопровод через трубу в крышке. Этот трубопровод разветвляется на два — один канал питает нижнюю часть левой стороны коллектора, второй — нижнюю часть правой стороны.
Вода, возвращающаяся из обеих половин коллектора, соединяется в одной трубе. По этой трубе вода стекает в резервуар.
Когда насос отключается, вся вода из коллектора спускается в бак — это защита от замерзания.
Используя любой тип насоса, когда насос включается, он должен иметь достаточную мощность прокачать воду до верха коллектора. То есть, если высота коллектора 2,5 метра, насос должен иметь высоту всасывания не менее 2,5 метров. После того, как система будет заполнена, работа насоса сводится к гидравлическим потерям.
Насос должен обеспечивать поток от 150 до 200 мл в минуту на кв. фут (0,09 кв.м).
Хороший насос для солнечного коллектора стоит дорого. Автор сначала использовал тот, что на фото выше. Он легкий, и просто висит на выпускной трубе PEX. Провод должен находиться ниже уровня воды резервуара. Позднее насос был заменен на SwiftTech, основное предназначение которого обеспечить гидроохлаждение навороченного системного блока с номинальным напором 3,3 м. Конструкция двигателя этого насоса такая же, как у насосов для солнечных коллекторов Ecocirc. В нем и максимальная температура жидкости 60 градусов.
Этот насос не погружной, под него нужно переделывать сантехнику. При монтаже необходимо убедиться, что в насосе всегда будет жидкость. Как реализован монтаж насоса видно на фото. Именно так установлены насосы на множестве коммерческих солнечных коллекторов.
Насос снабжен U-образной трубкой, которая берет воду ближе ко дну бака. Эта трубка позволяет насосу располагаться ниже ватерлинии бака. Насос остается наполненным водой даже после слива системы. Клапан в верхней части трубки позволяет наполнить насос жидкостью перед первым пуском.
Насос привинчен к куску фанеры.
На фотографии выше показаны сантехнические детали соединения между баком и домашним нагревателем. Бойлер в данном случае проточный, для резервного нагрева в межсезонье. Холодный водопровод проходит через коллектор, затем к нагревателю. В систему так же включены клапаны, позволяющие холодной воде идти непосредственно в бойлер.
Электронное управление солнечным коллектором
Для управления насосом коллектора используется дифференциальный контроллер. Контроллер использует температурный датчик, установленный в коллекторе и датчик температуры, установленный в баке около дна. Когда температура коллектора поднимается выше температуры в баке на определенную заданную величину, контроллер включает насос и прогоняет воду через коллектор. Когда температура коллектора становится ниже, чем в баке — насос отключается.
Этот контроллер имеет функцию защиты от перегрева. Именно она ограничивает температуру в баке до 60 градусов.
Установить контроллер солнечного коллектора не сложно:
- Установить датчик температуры в коллекторе, в баке (погружной).
- Подсоединить датчики к контроллеру.
- Подключить насос.
- Подключить контроллер к питанию.
