У меня коллекторы 2 шт. уже лет 8, не менее, беспокоюсь, что скоро ремонтировать будет нечего, материал вроде по описаниям полипропилен (Санхитер 0,6м х 6м). Я когда у себя разводил воду для полива и другие летние времянки, то все делал сваркой ПНД, аппарат точно такой, как для трубы из полипропилена, только насадки немного других размеров под линейку ПНД (у меня вроде на 20, 25, 32 и 40). На одном из рынков несколько лет назад случайно набрел, у них и практически все фитинги (уголки, тройники, соединители и т. п.) были разных размеров, все как для полипропилена. Недавно заезжал к ним, говорят, что все могут привезти. Странно, что многие "профессионалы" по воде (а спрашивал у многих) даже не слышали об этом, пытались меня поднять на смех, что мол это невозможно для ПНД, они мол не первый год в этом бизнесе, паяется мол только полипропилен, а ПНД только на разъемных фитингах, то есть просто не знают. Но я думаю по другому сделать, практически без фитингов: взять основную тонкостенную (2 мм) трубу ПНД для нагрева 20 или 25, кусками длиной не более по 6-10 метров и врезать (сварить этим "паяльником") их в толстостенную (4-5 мм) трубу диаметром 40 или 50, у них есть с толщиной стенок до 4-5 мм, что должно обеспечить надежное паяное соединение. То есть технология вроде несложная: нарезать отрезки основной "греющей" трубы (20-25), а в соединительной (40 или 50) насверлить отверстия под паяное соединение (20-25) с шагом, чтобы влез "паяльник" и собрать так несколько секций, соединив их потом параллельно. У меня есть плоская крыша, мягкая кровля, практически полный день освещаемая солнцем, нагревается на солнце аж "пятки жжет", вот я и мечтаю ее задействовать, а полная площадь там около 120-130 м2. Сейчас просто не используется. Я уже без солнечного коллектора не представляю себе нагрев бассейна, так что эта работа у меня в перспективе точно. Сначала опробую без фитингов, если окажется лажей, то буду паять с фитингами, но именно все из ПНД. Если бы были доступны трубы и фитинги из черного полипропилена с добавками от разрушения ультрафиолетом, то, конечно, делать лучше из него (если цена устроит), так как теплопроводность полипропилена выше по сравнению с полиэтиленом, но заниматься покраской существующих полипропиленовых труб не хочу, тем более они многослойные, и совсем неясно как там в итоге с теплопроводностью, стоит ли эта игра свеч. А ПНД для воды у меня на крыше уже много лет (лет 5-6, не меньше), всегда под открытым небом и ничего с ней не делается. Я когда в первые годы возился с этими полипропиленовыми коллекторами (Санхитер), то первое, что попробовал, это поместить их в ящик. Все утеплил, пытался закрыть короб оконными рамами со стеклом (достались по случаю даром), полиэтиленом (одинарным, двойным и армированным), сотовым поликарбонатом, но после 2-х лет мучений все это "остекление" выбросил и оставил коллекторы открытыми. Никакого заметного эффекта от такого "парника" не получил, скорее наоборот - потерял часть тепловой энергии, а вот с конденсатом намаялся, иногда чуть ли не до обеда никак не просохнет, даже хотел туда вентиляторы с питанием от солнечных батарей воткнуть для ускорения вывода конденсата. Может там какой парниковый эффект и был, но солнечное излучение явно уменьшалось с этой водяной пленкой, даже на стекле, не говоря о других, менее прозрачных материалах. Так что для самодельного коллектора я сторонник открытой системы, пока, из всего, что видел и про что читал, остановился на описанной мной конструкции. Надеюсь, что что-то толковое, недорогое и технологичное из этого получится. И как уже описывал ранее, основной упор на максимальный поток воды через коллектор с минимальным перепадом температуры воды в коллекторе между входом и выходом и максимальное утепление подводящих труб. Когда делал остекление, была еще мысль (так и не реализовал) вместо остекления короб укрыть мелкой пластиковой сеткой для уменьшения остужения коллектора ветром, может там не так будет с конденсатом (все наверно испытывали на себе, насколько жарко в сетчатом домике, по сравнению с открытой площадкой). Может кто попробует или сразу посмеется и докажет абсурдность этой идеи.
Основой системы является плоский солнечный коллектор (мат) черного цвета (1) выполненный из этилен - пропиленового каучука (EPDM), соединительные элементы для нагревающих матов, защитный обратный клапан и фитинги выполнены так же из EPDM.
Вода из бассейна подается по трубы к каналам мата посредством насоса (2) через песчаный фильтр (3) и нагретая солнечной энергией в каналах мата возвращается в бассейн. Управление работой насоса осуществляется контроллером (4), посредством обработки сигналов от термометрических датчиков (5).
Контроллер (4) анализирует температуру воды в бассейне и включает/отключает насос для поддержания заданной температуры воды.
- Солнечный контроллер управляет солнечной системой каждые 30 минут между 8:00 - 18:00.
- Осуществляет цифровую калибровку температуры воды и солнечной активности в градусах Цельсия.
- Отображает ошибки после самодиагностики. Самодиагностика проблем.
- Контроллер имеет встроенные часы.
- Переключение насоса осуществляется бесконтактно, что обеспечивает высокую надежность.
Технические характеристики
Солнечный коллектор (мат):
- Материал коллектора - EPDM (этилен - пропиленовый каучук УФ - стабилизированный).
- Размер мата 1,33 * 3 м.
- Общая площадь мата ~ 4 м 2
- Тип установки - на крыше или земле.
- Цвет черный.
- Режим работы - под давлением.
- Поток (рекомендуется) - 10 л/мин (на квадратный метр).
- Испытательное давление 30 PSI (Фунт/кв. дюйм) = 206,84 кПа = 2,04 Атм.
- Рабочее давление 10 PSI (Фунт/кв. дюйм) = 68,95 кПа = 0,68 Атм.
- Термостойкость - от -20°С до 115°С.
- Рекомендованная площадь комплекта матов - > 70% площади бассейна.
Насос с песчаным фильтром:
- Расход воды - 50-280 л/мин = 3-16,8 м 3 /час.
- Максимальный расход воды - 300 л/мин = 18 м 3 /час.
- Диаметр соединительных труб - 1,5”.
- Напряжение питания - 220 В переменного тока.
- Электрическая мощность - 900 Вт.
Контроллер:
- Управляет солнечной системой каждые 30 минут между 8:00 - 18:00.
- Цифровая калибровка температуры воды и солнечной активности в градусах Цельсия.
- Отображение ошибок после самодиагностики. Самодиагностика проблем.
- Имеет встроенные часы.
- Система работает только при наличии свободного тепла.
- Переключение солнечных насосов осуществляется бесконтактно, что обеспечивает высокую надежность.
Параметры поставляемого оборудования :
Ориентировочный объем бассейна |
|
Площадь нагревающего мата |
4 м 2 (размеры 3 × 1,33 м) |
Количество матов |
|
Производительность насоса и песочного фильтра |
50-280 л/мин = 3-16,8 м 3 /час |
Рабочее давление воды |
10 PSI (фунт/кв. дюйм) = 68,95 кПа = 0,68 Атм |
Испытательное давление нагревательного мата |
30 PSI (фунт/кв. дюйм) = 206,84 кПа = 2,04 Атм |
Термостойкость нагревательного мата |
от -20 °С до 115 °С |
≥ 70% площади зеркала бассейна (при глубине 1,5м) |
Комплектация
| 1. Плоские, черные, EPDM нагревающие маты | 6 шт |
| 2. Соединительные элементы для нагревающих матов | 1 компл. |
| 3. Защитный клапан | 1 шт |
| 4. Насос с песчаным фильтром | 1 шт |
| 5. Контроллер с термометрическими датчиками | 1 шт |
| 6. Инструкция к солнечному водонагревателю | 1 шт |
| 7. Инструкция к контроллеру | 1 шт |
Упаковка:В одной упаковке идут:
| |
19.05.2014
Подогрев воды в бассейне с использованием энергии солнца и солнечных коллекторов.
При проектировании бассейна любого типа необходимо заранее продумать систему подогрева воды. Температура воды, так же как и температура воздуха, зависит от возможной активности людей. При одинаковой температуре воды и воздуха в бассейне охлаждение в воде происходит примерно в 20 раз быстрее, чем на воздухе.
Поэтому в стандартных и крупных плавательных бассейнах с длиной дорожки 25-50 м достаточна температура воды около 22°С, а в учебных плавательных бассейнах с длиной дорожки 8-16 м температура воды должна быть 23-26°С.
При использовании плавания в медицинских целях (для разгрузки позвоночника) температура воды в бассейне должна превышать 26-27°С, а лучше всего быть в пределах 28°С (при температуре ниже 25°С есть возможность появления судорог).
В связи с этим в индивидуальных бассейнах крытого типа рекомендуется поддерживать температуру воды на уровне 24-28°С, а в ваннах бассейнов предназначенных для купания маленьких детей - 28~30°С. В идеале в крытых индивидуальных бассейнах должны быть следующие параметры микроклимата: температура воды 24-28°С; температура воздуха на 2-3° выше температуры воды (26-31°С), так как при испарении влаги с водяной пленки, покрывающей тело человека после выхода из ванны бассейна, происходит отвод тепла и возникает ощущение холода при слишком низкой температуре воздуха в помещении, где расположен бассейн.
Подвижность людей в бассейнах открытого типа обычно выше, чем в закрытых. Поэтому, температура воздуха в открытых бассейнах обычно ниже и составляет 21-25°С, а температура излучения значительно выше, при наличии солнечной радиации (инсоляции). Следует добавить благотворное воздействие свежего воздуха, что сохраняет ощущение комфортности даже при более низких температурах и высоких скоростях движения наружного воздуха. С целью создания комфорта и улучшения микроклимата, особенно при длительном купальном сезоне, а также использовании бассейна в зимнее время рекомендуется осуществлять подогрев с помощью теплового пола.
Долгое время открытые бассейны обогревались от системы отопления дома с использованием противоточного теплообменника. Однако в последние годы появилось много новых вариантов обогрева бассейнов с использованием агрегатов, серийно выпускаемых промышленностью: обогрев от отопительного котла, прямоточные топливные нагреватели, прямоточные нагреватели с электроприводом, тепловые насосы, обогрев с помощью солнечных коллекторов.
Для владельцев плавательных бассейнов как открытого, так и закрытого типов, очень выгодно использовать солнечную энергию для нагрева и поддержания комфортной температуры воды. Преимущества подобного способа обогрева будут существенней, если система подогрева воды в бассейне связана с солнечной системой отопления всего дома, так как это позволяет использовать избыток тепла в период максимальной инсоляции, что в конечном итоге сокращает срок окупаемости гелиосистемы. Помимо этого, наличие бассейна позволяет избежать перегрева теплоносителя в гелиоконтуре в летнее время.
Единственным требованием для эффективной работы солнечной системы является необходимость размещения коллекторов таким образом, чтобы солнечные лучи поступали на коллекторы в течение четырех-пяти часов в день. В таком случае можно поднять температуру воды до 25-30°C. Солнечное излучение может продлить купальный сезон в открытых плавательных бассейнах на 1,5...2 месяца в год, и вполне заменить традиционный источник энергии (в летний период) что сэкономит расходы на топливо.
Механизм действия солнечного нагрева бассейна.
Любая солнечная система отопления бассейна состоит из трех основных элементов:
- солнечный коллектор;
- фильтр насоса;
- клапан управления.
Механизм действия очень прост. Подогреваемая вода из бассейна направляется через фильтр в теплообменник гелиосистемы. Фильтр используется для предотвращения попадания мусора в солнечные коллекторы. В некоторых случаях может понадобиться дополнительный насос или чуть более мощный насос для системы фильтрации. Наиболее эффективные из современных систем включают в себя автоматический отводной клапан.
Система фильтрации бассейна настраивается на работу во время наиболее интенсивного солнечного освещения. В течение этого времени, если датчики определяют, что на солнечный коллектор поступает достаточное количество тепла, они дают автоматическому отводному клапану команду направить поток воды из бассейна через теплообменник солнечного коллектора, где она нагревается. (Когда температура воды достигла заданной в программе нагрева, она просто будет проходить мимо теплообменника и попадать обратно в бассейн с нагретой до нужной температуры водой). Внутри теплообменника вода нагревается благодаря воздействию на нее теплоносителя, который циркулирует в замкнутой системе подключенных солнечных коллекторов. Нагретая таким образом вода возвращается в бассейн. Когда солнечный коллектор остывает, вода через него не прогоняется.
Солнечный коллектор чаще всего размещается на крыше, однако при этом нужно соблюдать основные проектные нормы. Место размещения должно быть ровным либо иметь небольшой наклон (не более 30 градусов к горизонтали), обратный трубопровод должен располагаться выше, чем трубы подачи воды, а все шланги - постепенно подниматься по отношению друг к другу, чтобы во время работы из них вытеснялся весь воздух.
При установке солнечного коллектора на скатных крышах он не должен отклоняться от направления на юг более чем на 45°, но для установки пригодны и крыши, скаты которых направлены на восток или запад, но при этом используются солнечные коллекторы с соответственно увеличенной площадью.
При установке вакуумного трубчатого солнечного коллектора на плоской крыше под углом <15° направление гелиоколлектора на стороны горизонта благодаря высокому солнцестоянию в летние месяцы имеет второстепенное значение. При установке комбинированных систем для поддержки системы отопления в первую очередь необходимо учитывать возможность настройки системы под условия, определяющие потребность здания в тепловой энергии. Эффективный отвод тепла от гелиосистемы к воде в бассейне предполагает большую пропускную возможность системы при относительно небольшом повышении температуры. При пропускной возможности 70 - 100 литров в час/м2 площади поверхности абсорбера при интенсивности солнечного облучения 800 Вт/м2 устанавливается разбежка между температурами в подающем и обратном трубопроводах в пределах приблизительно 6-8 K.
Относительно ухода и эксплуатации солнечных систем для обогрева бассейнов можно сказать, что они отличаются простотой. Фактически, в большинстве случаев не требуется никаких дополнительных мер, кроме обычной чистки фильтров и подготовки к зимнему сезону. На зиму из системы сливают воду; однако иногда и этого не требуется, если система делает это автоматически. Оборудование для солнечного нагрева бассейна служит минимум 20 лет, при этом гарантийный срок – 5-10 лет.
Рисунок 1 -
а - одноконтурная схема; б - схема солнечной теплонасосной установки;
1 - бассейн; 2 - насос; 3 - фильтр; 4 - обратный клапан; 5 – солнечный коллектор; 6 - воздушник; 7 - байпас с вентилем; 8 - тепловой насос; 9 - теплообменник; 10 - трехходовый клапан.
Существует множество схем использования солнечных коллекторов для нагрева воды . Одна из возможных схем гелиоустановок для подогрева воды в плавательном бассейне показана на рисунке 1 а .
В схеме предусмотрены:
- обратный клапан;
- воздушный клапан;
- байпасная линия с вентилем;
- специальные датчики.
Как возвратный клапан, так и стравливающие (воздушный) клапана должны размещаться на высоте более 1 метра над уровнем воды в бассейне, чтобы предотвратить обратный отток воды в бассейн и сплющивание шлангов, когда солнечный коллектор в конце каждого рабочего цикла сбрасывает воду. Все коммуникации к фильтрационной системе бассейна должны подсоединяться после фильтра, но перед любым существующим традиционным нагрывателем, чтобы избежать избыточного давления в системе.
Схема комбинированной солнечной теплонасосной установки для обогрева плавательного бассейна показана на рисунке 1, б . Летом в бассейне поддерживается температура не ниже 20°C. Это обеспечивается с помощью солнечного коллектора. При неблагоприятных погодных условиях включается тепловой насос, использующий солнечный коллектор в качестве испарителя.
Для нагрева воды в плавательном бассейне могут использоваться следующие типы солнечных коллекторов:
- вакуумные трубчатые солнечные коллекторы;
- плоские или высокоселективные плоские солнечные коллекторы;
- абсорберы.
Виды коллекторов
С целью наглядного сравнения характеристик тепловой эффективности различных типов солнечных коллекторов , приведем график КПД для трех рассмотренных типов гелиоколлекторов при мощности солнечного излучения в 600 Вт/м2.
- вакуумный трубчатый солнечный коллектор;
- плоский солнечный коллектор с селективным покрытием;
- открытый солнечный коллектор/абсорбер.
Выбор размера солнечного коллектора для нагрева бассейна.
Расчет системы солнечных коллекторов для подогрева воды в плавательном бассейне зависит от интенсивности солнечного облучения площади коллекторов и от потребности в теплой энергии для подогрева воды в бассейне.
На размеры солнечного коллектора влияют следующие факторы:
- место расположения солнечного коллектора, тип коллектора, ориентация и угол его наклона,
- тип плавательного бассейна (открытый или закрытый),
- параметры бассейна (объем, площадь поверхности, глубина, цвет бассейна, тип укрытия),
- посещаемость бассейна,
- время снятия укрытия,
- подача свежей воды в бассейн,
- требуемая и допустимая максимальная температура воды в бассейне
Поверхность солнечных коллекторов для обогрева воды в бассейне должна составлять:
- в случае крытого бассейна - около 50-70 % площади поверхности воды;
- в случае открытого бассейна - около 70-100 % этой площади.
Следует заметить, что интенсивность солнечного излучения – величина не постоянная, она изменяется как в течении дня, так и на протяжении всего года, кроме того она хаотически колеблется при переменах погодных условий.
Открытый солнечный коллектор (абсорбер) должен быть изготовлен из коррозионно-стойких материалов, чтобы не подвергаться агрессивному действию воды из бассейна. Кроме того, материал должен:
- выдерживать температуру от -30 до 70°C;
- обладать хорошей поглощательной способностью;
- обладать высоким коэффициентом теплопроводности.
Через гелиоколлектор прокачивается большое количество воды, и должно быть обеспечено такое поперечное сечение каналов, чтобы гидравлическое сопротивление было минимальным. Наиболее подходящими материалами являются окрашенные в черный цвет:
- полиэтилен;
- полипропилен;
- синтетический каучук.
Первые два материала дешевы, а каучук значительно дороже, но более стойкий. При годовом поступлении 1050 кВт*ч/м2 солнечной энергии на горизонтальную поверхность и площади коллектора 800 м2 за сезон гелиоустановка может дать 170 МВт*ч теплоты, а потребность в теплоте составляет 270 МВт*ч. В данном случае солнечный коллектор для бассейнов не имеет остекления, вода в нем подогревается на 3,5°C, и средняя тепловая мощность установки за сезон составляет 270 кВт, а ее КПД - 38,3%. Длинные оребренные трубы изготовлены из полипропилена, а прямой и обратный соединительные трубопроводы - из полиэтиленовых труб.
Борьба с тепловыми потерями бассейна.
Бассейн теряет теплоту при:
- испарении воды и нагреве подпиточной воды;
- естественной конвекции и излучении в окружающую среду;
- переливании через края и разбрызгивании при выходе людей из бассейна;
- первичном подогреве воды;
- заполнении бассейна теплой водой для промывки фильтров;
- теплопроводности от дна к грунту.
Потери тепла зависят также и от привычек пользователей бассейна.
В открытых бассейнах без отопления температура воды возрастает или остается постоянной в дневное время, а ночью значительно снижается. Устройство накрытия над ванной значительно снижает испарение, существенно уменьшает излучение и в некоторой степени снижает теплопотери за счет конвекции. С помощью установки накрытия в период наибольших теплопотерь можно добиться их снижения в открытых бассейнах на 80%. При этом следует иметь в виду, что в связи с большим удельным весом излучения в суммарных теплопотерях существенное значение имеет теплоизоляционные свойства накрытия. Экономия от применения укрытий без теплоизоляции составляет лишь 30-40% по сравнению с теплоизолированным накрытием. Для использования солнечной радиации накрытие следует снять в дневное время. С поверхности накрытия должна быть удалена вода, так как скопление дождевой воды на поверхности накрытий способствует потерям тепла при испарении. Накрытие в виде солнечного коллектора может оставаться над бассейном и в дневное время, когда бассейн не используется. Такое накрытие из светопрозрачного теплоизолирующего верхнего слоя и прилегающего к воде абсорбирующего слоя значительно улучшает поглощение солнечных лучей. Как показали исследования, при благоприятных погодных условиях применение укрытия в виде солнечного коллектора позволяет эксплуатировать бассейн с температурой воды 23°С без дополнительного отопления.
Крытые плавательные бассейны имеют три существенных отличия по сравнению с открытыми
- Они используются преимущественно в зимний период, когда интенсивность солнечного излучения мала;
- Уровень температуры в них существенно выше (26-30°C);
- Часто есть необходимость в кондиционировании воздуха (по крайней мере, в общественных плавательных басплавательными бассейнами
:
сейнах).
Если глубина бассейна не превышает 1 м, то его дно и стены должны быть покрашены краской с высокой поглощательной способностью, а дно, кроме того, должно иметь шероховатую поверхность. Для промывки фильтров используется теплая вода (норма расхода на одну промывку - 0,9 м3 на 1 м2 поверхности бассейна). Теплоту промывочной воды необходимо утилизировать, установив после фильтров теплообменник.
При реализации всех указанных способов энергосбережения потребность в теплоте снижается до 260 кВт*ч/м2 за сезон, что составляет всего 40% первоначального значения. При этом требуемая площадь солнечного коллектора уменьшается до 0,4 м2 (вместо 1 м2) на 1 м2 площади поверхности воды в бассейне. Годовое теплопотребление бассейна составляет 700...800 МВт*ч, среднесуточная теплопроизводительность гелиоустановки за период май-сентябрь 2,5 кВт*ч/м2 в день (максимум 6 кВт*ч/м2) при площади поверхности воды 1500 м2, температура воды на входе в солнечный коллектор 20...27°C, а на выходе 24...36°C при расходе 10...90 м3/ч.
Мировой опыт использования гелиосистем для нагрева бассейнов.
Тибет - самая близкая к Солнцу часть нашей планеты - по праву считает солнечную энергию своим богатством. На сегодняшний день в Тибетском автономном районе Китая построено уже более 50 тыс. гелиоустановок. Солнечной энергией отапливают жилые помещения общей площадью более 150 тыс. м2.
В США эксплуатируют солнечные коллекторы площадью 10 млн м2, что обеспечивает годовую экономию топлива 1,5 млн т. В Германии действует закон, согласно которому каждый гражданин имеет право получить беспроцентный кредит в банке для покупки солнечных коллекторов мощностью от 3 до 5 кВт.
Абсолютный лидер в использовании солнечной энергии для нагрева воды - Кипр, на котором 90 % домов оборудованы солнечными коллекторами.
Департамент энергетики США выяснил, что плавательные бассейны по всей стране потребляют колоссальное количество энергии, и признал обогрев бассейнов одним из наиболее экономически выгодных путей снижения потребления энергии.
В США и Европе солнечные нагреватели для бассейнов используются практически повсеместно. Только в Соединенных Штатах свыше 200000 бассейнов обогреваются солнечной энергией. Самые старые из этих систем находятся в эксплуатации уже более 25 лет и показали себя экономичными, высоконадежными, требующими минимального ухода. Важно отметить, что они хорошо работают и экономят деньги в течение купального сезона даже в условиях северного климата.
Для обслуживания бассейна на 20 м²: нагрев воды для купания и приема душа, требуется около 19000 кВт/час тепловой энергии. Сокращение затрат даже на 30% увеличит рентабельность использования искусственного водоема.
Солнечные коллекторы для бассейнов, при грамотных расчетах и комплектации могут компенсировать до 13 000 кВт/час. Гелиосистема, несмотря на необходимость первоначальных затрат, экономически выгодна. Полная окупаемость вложений наступает спустя 3-5 лет активного использования.
Типы коллекторов для подогрева бассейнов
Гелиосистемы для домашних и коммерческих искусственных водоемов делятся на несколько классов по типу конструкции и внутреннего устройства. На выбор гелиоколлектора влияет его производительность, способность аккумулировать и отдавать тепло, а также окупаемость оборудования.Для нагрева воды используют несколько видов солнечных водонагревателей:
- По особенностям аккумулирующего элемента
- гелиосистемы делят на:
- трубчатые (вакуумные);
- панельные;
- пирамидальные;
- и гибкие коллекторы.
- По различиям конструкции
- существуют открытые и закрытые гелиосистемы. У каждого типа есть свои преимущества. В открытых коллекторах абсорбер, изготовленный из пластика и резины, не помещается под стекло. Как правило, гелиосистемы открытого типа предназначены для бытового подогрева воды в бассейне в летнее время года.
Закрытые коллекторы, трубчатые и панельные работают вне зависимости от сезона (времени года). Абсорбер закрыт стеклом, что существенно снижает теплопотери и увеличивает эффективность нагрева воды.
Трубчатые гелиоколлекторы
Главное различие гелиосистем в том, какой аккумулирующий элемент используется во внутреннем устройстве. Трубчатые солнечные коллекторы для бассейнов в качестве абсорбера используют вакуумные стеклянные колбы, состоящие из нескольких элементов:- Полая стеклянная трубка - колбы в зависимости от конструкции выпускают одно и двух стенными. Во время производства из полости выкачивается кислород. Вакуум служит естественным и эффективным теплоизолятором.
- Медный стержень - играет роль теплообменника. Внутри циркулирует жидкий или газообразный теплоноситель.
- Сборный распределитель - к узлу подключается ряд трубок. Модуль перераспределяет нагретый теплоноситель, направляя его в накопительную емкость (чашу бассейна).
Читайте также: Вакуумные солнечные коллекторы для отопления дома и ГВС
Вакуумные коллекторы остаются эффективными даже зимой и пасмурную погоду, что дает возможность продлить купальный сезон для открытых водоемов на несколько месяцев (с апреля по октябрь). После наступления глубокой осени трубчатый водонагреватель будет компенсировать около 20% тепловой энергии.
Панельные гелиоколлекторы
Еще один тип гелиосистем, используемых для коммерческого и бытового применения. Панельные коллекторы, хотя и имеют схожий принцип работы с другими солнечными водонагревателями, отличаются от них внутренним устройством, состоящим из:- короб из алюминия;
- верхняя прозрачная панель из толстостенного стекла;
- абсорбер - металлическая пластина, с нанесенным селективным слоем;
- теплообменник, изготовленный из медных или алюминиевых трубок.
Читайте также: Плоский солнечный коллектор - устройство и принцип работы панельной гелиосистемы
Абсорбер тесно контактирует с трубками, по которым циркулирует теплоноситель. После нагрева вода она подается в искусственный водоем. Плоские солнечные коллекторы для бассейнов особенно эффективны в ясную солнечную погоду. После наступления осени и в зимнее время года, теплоотдача панельной гелиоустановки снижается. Плоские водонагреватели рекомендуется использовать в регионах с умеренным и жарким климатом.
Пирамидальные коллекторы
Используются для бытовых целей. В летнее время года пирамидальная гелиоустановка даст достаточно тепловой энергии, чтобы прогреть воду для комфортных 23-25°C. Отопление бассейна с помощью пирамидальных гелиоводонагревателей используется редко, по причине низкой теплоэффективности.Принцип работы гелиопирамиды следующий:
- установка подключается к насосной станции;
- роль абсорбера играют шланги с диаметром от 25-40 мм;
- вся конструкция ставится на отражатель;
- вода нагревается и принудительно закачивается в бассейн;
- гелионагреватель работает в постоянном режиме.
Гибкие коллекторы
Визуально напоминают резиновый коврик. Относятся к типу открытых коллекторов. В резиновом солнечном водонагревателе предусмотрены каналы для циркуляции теплоносителя.Гелиоколлекторы эффективно работают при солнечной погоде, быстро нагревая и поддерживая необходимую температуру воды в бассейне. Циркуляцию теплоносителя обеспечивает насосная станция, работающая в постоянном режиме.
Гибкие солнечные коллекторы для бассейнов легко транспортировать. При необходимости их просто сворачивают как коврик. Размеры резинового коллектора подбираются индивидуально по площади бассейна.
Как происходит нагрев бассейна солнечным коллектором
Несмотря на существующие различия во внутреннем устройстве, принцип работы всех гелиосистем идентичен. Солнечный коллектор для нагрева воды в бассейне работает следующим образом:- абсорбируется тепло;
- при помощи аккумулируемой тепловой энергии подогревается вода, играющая роль теплоносителя;
- горячая жидкость сбрасывается не в накопительную емкость, а поступает в чашу искусственного водоема (бассейна);
- циркуляция теплоносителя для большей эффективности осуществляется принудительным способом (насосом).
Установка панельных водонагревателей оправдана если планируется подогревать воду только во время купального сезона. Обогреть бассейн гелиопанелями не получится, так как при наступлении зимнего времени года резко снижается теплоэффективность системы.
Для небольшого бассейна открытого типа лучше использовать пирамидальные и гибкие коллекторы.
Отзывы показывают, что теплопотери при нагреве воды искусственного водоема снижаются приблизительно в 2 раза, если использовать специальное покрытие в ночное время суток или в период, когда бассейн не используется.
Коллекторы для бассейнов заводского производства
В ассортименте представлены гелиосистемы, предназначенные для бытового и промышленного применения. Наибольшей популярностью пользуются следующие производители:- Intex - компания, выпускающая аксессуары для купания в бассейне и открытых водоемах, и подогрева воды. В частности, налажено производство солнечных гибких коллекторов.
- Azuro
- чешская компания, изготавливающая бассейны и все необходимое для их работы. В ассортименте продукции, присутствуют две линейки водонагревателей:
- Azuro Spiral - пирамидальные коллекторы, с общей абсорбирующей площадью 0,96 м²;
- Azuro Shelter - гибкие гелиоколлекторы, с возможностью установки как прямого развернутого полотна, так и арки. Абсорбируемая площадь 1,84 м².
- Kokido Keops - купольный коллектор, предназначенный для нагрева воды в каркасных и сборных бассейнах. Допускается подключение в единую систему 4 отдельных модулей. Гелиосистема справляется с подогревом 40 м³ воды.
- Sunheater - бренд американской компании SmartPool Inc. Гибкий гелионагреватель может устанавливаться на крышу или монтироваться на раму вблизи бассейна. Длина абсорбирующего полотна 6 м, ширина 0,6 м.
- Speck BADU BK - еще одна популярная модель гибкого солнечного коллектора. Гелиосистема увеличивает нагрев воды в бассейне на 10-15°C, после чего автоматически поддерживает температуру. Продукция отличается хорошим качеством сборки.
Как сделать коллектор для бассейна своими руками
Солнечный обогреватель пирамидального или гибкого типа стоит, начиная с 20 тыс. руб. Самодельный водонагреватель, с учетом покупки всех необходимых комплектующих, обойдется в 5-6 тыс. руб. Для бассейна легче всего сделать пирамидальный гелиоколлектор. Водонагреватель отличается простым внутренним устройством. Легок в сборке.Для начала следует сделать расчет длины и диаметра труб гелиоколлектора для бассейна. Вычисления выполняются следующим способом:
- рекомендуемое значение скорости теплоносителя в гелиосистеме 0,4-0,7 м/с;
- длина рассчитывается с учетом того, что 1 м шланга (диаметром 25 мм) в солнечный день нагреет около 3,5 л горячей воды за 1 час. В таблице приводится количество солнечных часов для регионов с умеренным климатом:
Пирамидальный солнечный водонагреватель для бассейна изготавливается:
- из полиэтиленовой чёрной трубы;
- из ПНД труб.
- трубу накручивают спиралью на каркас и фиксируют хомутами;
- между витками оставляют зазор в 1-1,5 см;
- шланг в месте ввода в солнечный водонагреватель для бассейна теплоизолируют.
Установка и подключение гелиоколлектора к бассейну
Гелиосистемы трубчатого и панельного типа должны монтировать специализированные бригады. Подсоединение к бассейну солнечных водонагревателей пирамидального типа и гибких коллекторов выполняется самостоятельно. Сборка выполняется по следующей схеме:- определяется место расположения гелиоколлектора;
- пирамида устанавливается на отражающую подстилку;
- гибкий коллектор расстилают прямо на поверхность грунта, либо монтируют на кровлю;
- на подачу холодной воды из бассейна ставят насосную станцию;
- обратку подключают напрямую к чаше искусственного водоема.
Подогреть воду в бассейне зимой с помощью одного только солнечного коллектора не получится. Если планируется эксплуатация водоема в течение всего года, нужно установить основной источник тепла: газовый, твердотопливный или электрический котел. Гелиосистема в зимнее время года будет компенсировать затраты на тепло в пределах 10-20%.
Бассейн в доме или на даче уже давно не является чем-то экзотическим и недоступным. Пластиковая чаша или выложенная плиткой конструкция для детских забав и отдыха в комфортных условиях украшает большинство частных домовладений. Но неограниченные возможности по эксплуатации собственного бассейна осложняет проблема быстрого нагрева воды до комфортной температуры. Количество электроэнергии, которое приходится тратить на это удовольствие, вызывает резкий рост сумм оплаты за энергоснабжение. Простой и доступный выход – самодельный подогрев для бассейна от солнца с помощью коллектора. Несложное и эффективное устройство можно легко сделать своими руками – и навсегда забыть об огромных расходах, связанных с эксплуатацией открытого бассейна.
Превратить бесплатную солнечную энергию в электрическую и направить ее на подогрев бассейна можно с помощью солнечного коллектора. Его главное отличие от традиционных солнечных батарей – не просто выработка электрической энергии, а нагрев теплоносителя, циркулирующего в системе. В зависимости от конструкции, различают плоскую и вакуумную модель коллектора. Основа первой – поглощающая поверхность и медные трубки с теплоносителем, закрепленные на алюминиевой раме под защитным стеклом. В вакуумной модели основой конструкции выступает вакуумная трубка, поглощающая тепловую энергию благодаря окрашиванию в черный цвет. Стекло трубы из прочного боросиликата не боится трещин и готово прослужить длительное время.
Учитывая сложности, с которыми связано изготовление , большинство эксплуатируемых сегодня самодельных моделей имеют классическую плоскую конструкцию. Их варианты могут отличаться между собой по стоимости материалов, технологии сборки и количеству использованных комплектующих.
Перечень материалов
Чтобы изготовить солнечный коллектор для нагрева бассейна, понадобятся:
- Комплект металлопластиковых труб.
- Металлический профиль для изготовления каркаса.
- Краска черного цвета для окрашивания труб с теплоносителем.
- Короб для размещения и закрепления конструкции коллектора.
- Брус для основания конструкции.
- Стекло, которое будет выполнять роль защитной поверхности.
В дополнение к стандартному набору домашних инструментов для резания и сборки элементов потребуется небольшой насос.
Чтобы солнечный подогрев бассейна своими руками был максимально эффективным, необходимо учесть ряд требований:
- Установить коллектор в непосредственной близости от бассейна. Таким образом, удастся до нуля снизить возможные теплопотери.
- Выбрать оптимальный уровень наклона в зависимости от расположения участка относительно сторон горизонта и угла падения солнечных лучей.
- Подготовить площадку для установки оборудования. Это может быть бетонная стяжка, подушка из щебня или плитка для обустройства садовых дорожек.
На первом этапе сборки солнечного коллектора для нагрева воды в бассейне изготавливается каркас:
- Брус нарезается на отрезки и последовательно соединяется хомутами и саморезами для формирования змеевика;
- Конструкция обшивается листами фанеры, заранее нарезанной по нужному размеру;
- Элементы каркаса соединяют с помощью саморезов, контролируя качество сборки для достижения оптимального уровня прочности.
Затем приступают к обустройству рамы коллектора:
- Элементы рамы вырезают из металлического профиля и соединяют анкерами. Затем на раму укладывают поперечные ряды брусьев, которые будут служить основой для каркаса;
- Укладывают каркас на раму и фиксируют его анкерными креплениями с соблюдением угла наклона, чтобы устройство улавливало как можно больше солнечного света;
- Конструкция рамы с платформой окрашивают в черный цвет, улучшающий поглощение тепловой энергии;
- На платформе размечаются места для установки труб с теплоносителем и монтируются пластиковые крепления по диаметру труб. Все перечисленные элементы также окрашиваются в черный цвет.
Обратите внимание: трубы от солнечного подогрева воды в бассейне должны выводиться непосредственно со дна бассейна, чтобы сразу поступала в чашу и способствовала прогреванию более плотных остывших слоев. Чтобы максимально снизить теплопотери, необходимо закрыть поверхность труб стеклом толщиной не менее 4мм. Его будет вполне достаточно, чтобы внутри коллектора поддерживалась высокая температура.
К собранной конструкции можно подключать насос, запускающий циркуляцию теплоносителя внутри системы. Лучше отказаться от приобретения мощной модели насосного оборудования. Необходимо обеспечить медленное прохождение воды по трубам, чтобы она успела достичь максимальной температуры. В противном случае быстрая циркуляция не позволит воде прогреваться, и установка будет работать с низким КПД.
При условии грамотной сборки и успешно пройденного тестирования подогрев бассейна солнечными батареями будет дешевым и быстрым, особенно – в солнечных регионах, где теплая погода наступает уже в мае. С наступлением зимы не забудьте слить воду из труб, чтобы ее застывание не стало причиной разрыва коммуникации.
Чтобы быстро разобраться с поставленной задачей и успешно подключить солнечные батареи для подогрева воды в бассейне, воспользуйтесь советами профессионалов:
- Избежать появления воздушных пробок внутри труб с теплоносителем можно, подняв уровень трубопровода для обратной подачи воды на нагрев.
- Если вы обустраиваете коллектор для закрытого бассейна, лучше устанавливать его с южной стороны под углом не более 45 градусов.
- Обязательно проверьте трубопровод на герметичность. В противном случае вода будет вытекать, и нагрев бассейна будет очень долгим.
- Рассчитывать вес конструкции необходимо с учетом снега, слой которого закроет защитное стекло зимой. При этом демонтаж и повторная установка устройства с наступлением осени нецелесообразны из-за высокого риска повредить или разбить систему.
Контролируйте состояние коллектора и ухаживайте за ним, очищая от пыли и грязи. В этом случае он прослужит вам несколько сезонов.