Выбор коллектора для теплого пола: Выбор коллектора для теплого водяного пола: правила выбора, особенности подключения

Содержание

Выбор коллектора для теплого водяного пола: правила выбора, особенности подключения

Правильное устройство системы «теплый пол» требует точного соблюдения требований технологии этих работ. Также необходимо позаботиться об установке обязательных элементов, к которым следует отнести и коллектор для теплого пола. Основная его функция заключается в обеспечении предварительно установленного терморегулятором температурного режима для теплоносителя.

В случае отсутствия коллектора в системе теплый пол сложно добиться того, чтобы эта система обогрева смогла наиболее эффективным образом поддерживать в помещении комфортную температуру.

Выбираем коллектор для теплого пола

Еще до того как вы определитесь с подходящим коллектором для водяного теплого пола, следует убедиться, что он подходит выбранной системе теплого пола.

Проводить такую проверку нужно по двум причинам:

  • Ввиду разной стоимости распределительных коллекторов;
  • С учетом того, что этот компонент оказывает влияние на безопасность системы.

Коллекторы для теплого пола используются в системе обогрева для того, чтобы поддерживать температуру теплоносителя в трубе в строго заданном диапазоне, который определяется терморегулятором. Во время циркуляции нагретых и остывших теплоносителей они сходятся в смесительном узле коллектора, выступающем его основной частью, где и происходит их смешивание.

Ключевые параметры

Сегодня на рынке предлагаются коллекторы для теплого пола самых различных вариантов. Это же касается и смесительных узлов, которыми они могут комплектоваться. Чтобы подобрать наиболее подходящий вариант этих элементов, следует ориентироваться на удобство размещения и целесообразность использования для помещения.

Выбирая для теплого пола коллектор, в первую очередь необходимо учитывать, что он будет совместим с выбранной системой. Это проявляется в том, что должно поддерживаться требуемое давление, которое будет обеспечивать направленный поток теплоносителя. В продаже можно встретить модели коллекторов, которые могут быть изготовлены из латуни и нержавеющего металла. Именно на этот параметр необходимо обращать внимание при выборе, поскольку от этого зависит стоимость этого элемента.

Наряду с этим внимания заслуживает такая характеристика, как степень сложности модели. Скажем, в качестве альтернативы может выступать коллектор, оснащенный датчиком, обеспечивающим контроль протока жидкости, сливными кранами и кранами Маевского, что в итоге обеспечивает системе повышенную надежность.

Если проанализировать ассортимент предлагаемых коллекторов, то в достаточно большом количестве предлагаются модели, укомплектованные узлом терморегуляции. В то же время распространенным вариантом являются коллекторы, которые оборудованы различными измерительными приборами, датчиками температуры, узлами для удаления воздуха, контролирующими расход, а также прочими дополнительными приспособлениями.

Особняком стоит коллектор, в конструкции которого предусмотрены расходомеры. Такое устройство вполне может считаться полноценным смесительным узлом. Наличие у него двух термометров позволяет исключить потери тепла во время эксплуатации системы.

Каждый такой отопительный контур поддерживает строго определённую температуру, что обеспечивается специальным устройством, оборудованным латунными гребенками и расходомерами. Если рассматривать более подробно конструкцию подобного коллектора для водяного пола, то в ней можно выделить следующие элементы:

  • термоголовка, в конструкции которой предусмотрен погружной зонд;
  • термостатический смесительный вентиль;
  • футляр, где находится специальный термометр;
  • воздухоотводчик.

Главное, для чего предназначен термостатический вентиль — это обеспечение оперативной подачи горячей воды в нужном количестве. Работа этого элемента исключает возникновение перебоев в работе системы. Что же касается термоголовки, оснащенной погружным зондом, то, обеспечивая контроль рабочих процессов в системе, она заботится о том, чтобы не возникало разнообразных неполадок.

В то же время большой выбор вариантов коллекторов, предназначенных для системы теплый пол, чаще всего и становится одной из главных причин, которая объясняет, почему потребителю так сложно принять решение в пользу конкретной модели.

Занимаясь подбором подходящего варианта коллектора, наибольшее внимание необходимо уделить следующим значимым критериям:

  • площадь помещения, в котором запланирована установка теплого пола;
  • цели использования помещения и непосредственно сами пользователи;
  • сумма, которую потребитель готов выделить на приобретение коллектора.

Если речь идет о приобретении коллектора для помещения, отличающегося небольшой площадью, то для него можно выбрать пластиковые модели этих устройств. Этот вариант будет предпочтителен потому, что здесь не требуется выполнение специальных требований в плане регулировки.

В категорию доступных моделей можно включить распределительный коллектор для теплого пола, который чаще всего оснащается расходомером и имеет возможность выбора температурного режима.

Подключение — схема и инструкция

Приступать к работам по подключению коллектора следует лишь тогда, когда будут уложены трубы для теплоносителя, а также коллекторный шкаф будет установлен на свое место. Для последнего элемента можно выбрать место в стене, хотя возможны и другие варианты. Здесь важно то, чтобы после размещения он не создавал неудобств и при этом к нему можно было бы подключить трубы. Особенностью предлагаемой ниже схемы подключения коллектора является то, что работы по подсоединению коллектора, труб и котла можно выполнить своими руками.

Процедура подключения

Порядок работ гласит, что первым делом необходимо оборудовать коллектор с запорными вентилями и термометром.

Более простым решением является покупка коллекторного набора, который предусматривает все необходимое. Поступая подобным образом, владельцу не придется тратить время, силы и деньги на поиск и приобретение запорных клапанов, которыми должны быть оборудованы выходы контура, включая подачу и обратку. Это позволяет упростить процесс монтажа коллектора теплого пола, подключение труб теплоносителя, а вдобавок к этому при необходимости отключить любой контур, что не скажется на работе остальных элементов системы.

Устройства подобного исполнения представлены в ассортименте таких компаний, как Valtec, Watts и REHAU.

Чтобы подключить между собой коллекторы, краны и трубы, лучше всего использовать компрессорные фитинги или специальные соединители, в конструкции которых предусмотрена латунная гайка, опорная втулка и зажимное кольцо.

Иногда бывает так, что подключаемые друг к другу элементы различаются по диаметру. В этом случае выполнить работу можно будет только при наличии фитинга переходника.

Если говорить о наиболее простом варианте исполнения, то в него будет входить обычный коллектор и запорные вентили.

Если попытаться описать процедуру установки этого устройства теплого пола в общем виде, то она будет выглядеть так:

  • вначале к коллектору подключают трубы подачи и обратного хода, используя запорные краны;
  • К самому же коллектору подводят трубы-теплоносители системы теплый пол.

Хотя рассмотренная выше схема и отличается достаточно простотой исполнения, все же к ней прибегают нечасто. Причина этого связана с тем, что на эффективность работы системы влияет отопительный котел: достаточно уменьшить подачу теплоносителя, и уже довольно скоро можно ощутить, как нагрев пола начинает уменьшаться.

Делаем своими руками

Многие владельцы заинтересованы в создании коллектора теплого пола своими руками. Дело в том, что с каждым годом все больше людей осознают преимущества использования в доме напольных обогревателей подобного типа. Но не все мастера сразу решаются на проведение подобных работ, поскольку представляют себе, сколько трудоемкими и сложными окажутся эти работы.

Чтобы самодельный коллектор смог исправно справляться с возложенной на него задачей, его конструкция должна учитывать характеристики напольного обогревателя.

Следует иметь в виду, что при установке коллектора, предусматривающего подключение регулировочного клапана, придется затратить немало финансов. Однако эти усилия не будут напрасны, поскольку у владельца появится возможность настраивать желаемый расход теплоносителя для каждой определенной ветви системы. Иначе говоря, после завершения монтажа можно будет для любого помещения определить, какой температурный режим должен поддерживаться.

В некоторых ситуациях допускается установить сервоприводы, которые будут выполнять роль дополняющих элементов клапанов: их главная задача будет заключаться в обеспечении автоматизации процессов. При использовании обычной схемы монтажа коллектора водяного пола следует иметь в виду, что его конструкции обязательно предусмотрены два коллектора:

  • подающий;
  • возвратный.

Первый необходим для того, чтобы обеспечить перекрывание и открывание контура в необходимые моменты времени, для чего используют микрометрические клапаны.

Что же касается регулирующего клапана обратного коллектора, то его назначение сводится к выбору оптимального значения падающего давления.

Во время уже непосредственно использования системы не всегда получается сделать так, чтобы каждый контур предусматривал одну и ту же длину и нагрузку. Главной причиной того, что температура обогрева помещения в разных участках будет отличаться, является то, что используемые для системы напольного отопления трубы характеризуются различной длиной. По этой причине приходится решать проблему блокировки подачи воды, для чего используют клапаны регулировки.

Заключение

Чтобы обеспечить качественный обогрев помещения при помощи системы теплый пол, необходимо установить все элементы этой системы. Коллектор является одним из ключевых элементов, поэтому процедура его монтажа должно выполняться так же тщательно, как и установка всех прочих элементов. Не следует считать, что наличия одного терморегулятора будет достаточно для создания комфортного теплового режима в помещении.

Эффективность работы системы теплый пол может быть обеспечена лишь при использовании терморегулятора в сочетании с коллектором. Подобная комбинация не только позволит подобрать оптимальную температуру для каждого помещения, но и добиться существенной экономии на отоплении.

Оцените статью: Поделитесь с друзьями!

Как выбрать коллектор для теплого водяного пола: кол-во выходов, монтаж, производители

Распределительный узел – коллектор, состоит из двух основных элементов – гребенок. Коллектор выполняет распределительные и контролирующие функции в отопительных системах. Особенно актуально его применение для регулирования потока в петлях теплого пола.

Конструкция коллектора и функциональные возможности

По сути, коллектор – это отрезок трубы с выходами для соединения с отопительными контурами и приборами. С обоих концов гребенки предусмотрена возможность подключения к системе в виде наружной или внутренней резьбы. В конструкциях для отопления используются два распределительных модуля – подающий и обратный. Подающий модуль обычно располагается сверху.

Исходным материалом для производства гребенок может быть металл – нержавейка и латунь, а также пластик из-за оптимального соотношения цены и надежности. Лидерами популярности являются латунные изделия. В зависимости от длины и количества входных патрубков гребенка может обслуживать от 2 до 12 контуров. Диаметр основной трубы 1” или 1 ½”, выходные и входные патрубки могут быть выполнены в виде евроконуса под компрессионное соединение, или иметь резьбу для подключения кранов1/2” и3/4”.

Возможности коллекторных групп во многом зависят от оснащения. В комплектацию узла могут входить различные приборы и приспособления:

  • регулировочные вентили с возможностью установки сервопривода;
  • расходомеры, позволяющие настраивать поток в каждом контуре;
  • смесительные узлы с двухходовым или трехходовым клапаном и термоголовкой;
  • измерительные приборы;
  • воздухоотводчики;
  • циркуляционные насосы.

Факторы, определяющие выбор коллектора

Конечно, главным критерием при выборе коллектора являются финансовые возможности клиента, но при этом не стоит забывать, что экономия не всегда сочетается с качеством. Поэтому при покупке следует ориентироваться не только на цену.

Расчет количества выходов коллектора для теплого пола

Есть параметры, соблюдение которых обязательно – это соответствие количества выходов на коллекторе и количества петель теплого пола. Лучше купить гребенку с лишним выходом и потом его заглушить. При расчете количества петель можно пользоваться усредненными цифрами – на 1 м2 жилой площади потребуется 6,5 м труб для теплого пола. В некоторых случаях, в целях сокращения неиспользуемых остатков трубы в бухте, следует сделать две петли в одном помещении. Это как раз тот случай, когда может пригодиться лишний выход на коллекторе.

«От простого к сложному»

Самым простым и недорогим решением будет приобретение коллектора с обычными шаровыми кранами на выходных патрубках. Такой подход возможен для систем, в которых все контуры имеют одинаковую длину, регулировка осуществляется вручную. Более удобный вариант – это коллекторы, оснащенные элементами автоматического регулирования.

Установка расходометров облегчает задачу регулирования в ручном режиме, но при этом приходится все равно крутить вентили. Более «продвинутый» вариант предусматривает установку сервоприводов на клапаны выходной гребенки. Система работает в автоматическом режиме, ориентируясь на команды от термостата. Подобная конструкция, является полноценным распределительным узлом с автоматическим управлением.

Нагрев теплоносителя зависит от того, какой установлен котел, высокие показатели заставляют оснащать коллекторную группу узлом подмеса. Дело в том, что температура водяного пола должна быть значительно ниже температуры радиаторов, поэтому для снижения этого параметра используют комплекс устройств, обеспечивающих смешивание прямого и обратного потоков.

Термоголовка регулирует поступление воды от котла. При превышении определенного температурного порога, входной патрубок перекрывается полностью и теплый пол работает в автономном режиме, при этом движение теплоносителя обеспечивает циркуляционный насос смесительного узла.

Особенности монтажа коллектора для теплого пола

Монтаж распределительно-регулирующей системы производится в определенной последовательности. Если следовать правилам, то монтаж теплого пола начинается с монтажа коллектора. Конструкция устанавливается в специальный коллекторный шкаф или в нишу. Размер шкафа должен учитывать не только размещение основных узлов, но и входящие трубы, а также дополнительные элементы, которые, возможно, придется установить для оптимизации работы коллектора.

Идеальное место установки находится на одинаковом расстоянии от всех контуров. Если контуры имеют различную длину, то шкаф лучше расположить ближе к более длинным петлям. Недопустимо устанавливать коллектор ниже уровня теплого пола, так как направленные вверх трубы – прямой путь к завоздушиванию системы. Чтобы исключить проблемы в виде протечек, подключение и тестирование контуров производится до укладки стяжки.

Немного о производителях коллекторов 

Коллекторы производят различные предприятия, специализирующиеся на отопительном оборудовании. Самые низкие цены традиционно обеспечивают китайские компании, хотя качество может быть разным – от «очень плохо» до «отлично». Европейские бренды предлагают надежное оборудование, но цена их изделий очень далека от бюджетной.

У потребителей Украины есть альтернатива как сомнительным китайским моделям, так и дорогостоящим европейским маркам. В стране работают предприятия, выпускающие качественные и функциональные коллекторы по доступным ценам. Украинский производитель коллекторов Gross – яркий пример сочетания качества и невысокой цены.

Перед началом работ по оборудованию водяного теплого пола Вам, помимо коллектора, также необходимо выбрать трубы.  Разобраться какие трубы лучше для теплого пола и сколько их нужно поможет эта статья 

Коллектор для теплого пола: назначение, функции, выбор

Система водяного напольного отопления содержит чаще всего не один отопительный контур, а несколько. Подавать нагретый теплоноситель и собирать остывший нужно от каждого из них. Вот этим и занимается коллектор для теплого пола. Он состоит из двух гребенок — подающей и обратной и распределяет теплоноситель по подключенным контурам. Потому это устройство имеет еще два названия: «гребенка теплого пола» и «тепловой распределительный узел теплого пола».

Через подающую часть коллектора происходит распределение теплоносителя по контурам, через обратную часть, остывший теплоноситель собирается в единый поток и направляется к котлу или в стояк, если у вас теплый пол подключен к центральному отоплению.

Функции: основные и дополнительные

Распределение теплоносителя по контурам — основная задача коллектора теплого пола, но выполнять он может еще массу дополнительных функций. Например, чаще всего в коллекторе есть два запорных клапана: на подаче и на «обратке». Через них система заполняется теплоносителем, тестируется (опрессовывается) и сливается. Также оснащаются коллекторы спускными клапанами, через которые выходит воздух из системы. Это общие устройства.

Коллектор теплого пола распределяет горячий теплоноситель с гребенки подачи, и собирает остывший на гребенке «обратки»

Дополнительные устройства коллектора

Есть на коллекторах еще и доп. устройства, которые устанавливаются на каждый контур или петлю теплого пола. Чаще всего используются расходомеры. Они устанавливаются на подающей гребенке и служат для выравнивания гидравлического сопротивления разных по длине петель теплого пола. Во всех инструкциях рекомендуют контура для подогрева пола делать одинаковой длины. На практике это часто нереально. Но если разной длины контура подключить к раздаче напрямую, то большая часть потока пойдет через самый короткий, ведь у него самое маленькое гидравлическое сопротивление.

Чтобы этого не произошло, ставят расходомеры. При их помощи регулируют потоки в каждой петле теплого пола, заужая/расширяя просвет для прохождения теплоносителя.

Так выглядят расходомеры. При старте системы они заполнены воздухом, потом в них может появиться теплоноситель. Это нормально, работе то не мешает

На обратном коллекторе, на выходе каждого контура, стоят запорные клапана. С их помощью можно отключить один или несколько отопительных контуров. И таким образом регулировать температуру пола и/или воздуха в комнате. Также это делать можно расходомером, уменьшая поток теплоносителя, если стало слишком жарко, увеличивая, если замерзли.

Устройство автоматической регулировки температуры

Конечно, можно регулировать теплоотдачу и так, руками, но можно это дело предоставить автоматике. Тогда на место ручных расходных клапанов на обратном коллекторе ставят сервомоторы, а в комнате размещают термостат (терморегулятор) обычный или программируемый.

Терморегуляторы могут контролировать температуру воздуха в комнате, а могут — температуру теплого пола. Температуру теплого пола контролирует выносной датчик, который подсоединяется к терморегулятору. Датчик нужно устанавливать до заливки стяжки.

Терморегулятор и сервопривод для водяного подогрева. Один из множества вариантов

Для установки датчика, контролирующего температуру пола, от терморегулятора вниз пробивают в стене штробу. В нее укладывается гофрошланг, который должен заходить на пол и заканчиваться на расстоянии не менее 50см от стены. Причем конец гофорошланга должен располагаться между трубами, а не ближе к одной из них — так его показания будут более точными. Прокладывая гофру, старайтесь, чтобы поворотов было как можно меньше, и все они были плавными.

Тот конец гофры, который оказывается в стяжке, нужно заделать, чтобы в него не попал раствор при заливке стяжки. Можно хорошо замотать изолентой или сделать пробку из пенопласта. Вся эта процедура нужна для того, чтобы датчик температуры пола можно было при необходимости вытаскивать и менять.

Так выглядеть может схема подключения с двухходовым клапаном, управлением от терморегулятора и сервоприводами

Поставим датчик на место. Для этого с того конца гофорошланга, который находится возле терморегулятора, просто опускаете датчик (он прикреплен к длинному проводу) до упора. Если провод слишком мягкий, и датчик никак не пройдет поворот, попробуйте использовать толстую садовую леску в качестве протяжки. Обычно это помогает.

При использовании датчиков постоянная температура будет поддерживаться автоматически. Механизм управления в этом случае простой. Вы на термостате выставляете желаемую температуру. При отклонении фактической температуры воздуха от заданной на 1оС соответствующему сервомотору подается команда на включение/отключение подачи теплоносителя.

Коллектор и смесительный узел

В некоторых вариантах сборки коллектор может одновременно заниматься снижением температуры теплоносителя на подаче. Этот вариант сборки одновременно снижает температуру до приемлемой в системе теплого пола (не выше 50оС) и потом раздает ее в контура. То есть в этом случае он выполняет еще и функции смесительного узла.

Иногда такой узел бывает насосно-смесительным. В такой сборке коллектор — это и распределительная гребенка, и смесительный узел, и насос.

Коллектор теплого пола распределяет горячий теплоноситель с гребенки подачи, и собирает остывший на гребенке «обратки»

Но это именно варианты сборок и чаще эту сборку называют коллекторным узлом. В чистом же виде коллектор служит для раздачи теплоносителя, то есть является гребенкой для теплого пола.

Коллектор в чистом виде стоит ставить, если смесительную группу и насос вы будете собирать самостоятельно. Это обойдется дешевле, и по качеству вряд ли будет уступать заводскому. А вот с коллектором стоит подумать. В принципе, и гребенку теплого пола можно собрать самому. Но в таком варианте резко увеличивается количество швов и стыков. В фабричном коллекторе входные/выходные отверстия сделаны в цельном корпусе. Самодельные коллекторы — это набор тройников или крестовин, которые соединяются между собой. Да, они находятся в доступном для ремонта месте, их можно подматывать и менять прокладки.

Но каждый такой ремонт — это останов и, часто слив системы, новое ее заполнение и опрессовка (это если все делать по правилам). А практика свидетельствует о том, что именно в самодельных гребенках и проявляются течи. Особенно часто это бывает при использовании антифризов. А так как в большинстве случаев антифризы заливают на основе этиленгликоля, то протечки и работа с ними — это реальная угроза здоровью, а часто и жизни (этиленгликоль — сильный яд). Потому коллектор лучше покупать.

Сборка коллекторного узла в случае комбинированной системы: радиаторы + теплый пол

Выбор коллектора

При выборе коллектора, прежде всего, нужно определиться с тем, какие функции он будет выполнять. Рассчитать сколько петель вам нужно будет подключить (на сколько входов брать устройство). Затем выбираете материал, из которого он изготовлен.

С выбором материала не очень сложно:

  • нержавейка,
  • латунь;
  • пластик.

Нержавейка — идеальный вариант, но дорогой. Латунь более хрупкая, хоть и более дешевая. Пластик, если он хорошего качества от хорошего производителя, предпочтительнее латуни.

Коллекторы водяного пола могут быть из латуни, нержавейки или пластика

Последний этап — выбор производителя. И снова-таки, выбирать нужно самых лучших. Естественно, качественнее делают — европейские производители, но цены у них немалые. Приличный коллектор может стоить и 1000$, и больше. Но китайский продукт — риск большой. Может служить отлично, а может сломаться через пару месяцев.

Коллекторный шкаф

Тем, у кого отопительное оборудование вынесено в отдельное помещение, этот элемент может быть и не нужен. Но всем остальным все элементы — кучу труб, насос, коллектор — желательно где-то прятать. Для этого есть специальные коллекторные шкафы (называют еще распределительный шкаф) — изделия из металла с дверцей, в которых часто уже имеется крепежная арматура.

Коллекторный шкаф. Необязательная деталь, но очень удобно в нем прятать все устройства

Коллекторные шкафы бывают наружные (ШРН) и встраиваемые (ШРВ). В боковых панелях часто делают перфорацию, что позволяет легко делать отверстия в тех местах, где это необходимо. Многие модели имеют регулируемые ножки, которые позволяют изменять их высоту. Встраиваемые коллекторные шкафы могут изменяться могут и в глубину за счет подвижной рамки. Чтобы определиться с размерами коллекторного шкафа, нужно знать монтажные размеры всего оборудования, которое вам нужно будет туда поместить. Определитесь также с направлением открывания дверки. Есть модели со съемной дверкой, некоторым понравятся они.

Крепятся шкафы к полу через ножки, или к стене через заднюю стенку (есть специальные отверстия). Встраиваемые модификации также имеют распорные крепления, которыми можно зафиксировать короб в нише.

Вот так может выглядеть он с коллектором

Если говорить о материале, из которого изготовлены шкафы — это оцинковка, окрашенная порошковым методом.

В целом оборудование выглядит прилично, и даже в жилой комнате вид не испортит. При покупке, естественно, обратите внимание на равномерность нанесения краски и толщину металла. Хоть механические нагрузки и небольшие, но все-таки стенки не должны быть слишком тонкими. Особенно это касается наружных коллекторных шкафов.

А это как его можно встроить

Пример монтажа пластикового коллектора Uponor в коллекторный шкаф заснят на этом видео.

Итоги

Коллектор водяного пола — важный узел. Он служит для раздачи теплоносителя по контурам теплого пола. Может оснащаться устройствами, балансирующими систему, а также средствами регулирования и контроля.

Что надо знать при выборе коллектора для водяного тёплого пола


Для регулирования циркуляции теплоносителя и степени его нагрева в системе отопления устанавливают коллектор для водяного тёплого пола. Смесительный узел выполняет и другие функции: измеряет давление в системе отопления, обеспечивает равномерную подачу теплоносителя, помогает устранять воздух из контура отопления.

Коллектор использует простой принцип работы, но без его помощи система отопления, использующая больше чем один водяной контур, не сможет эффективно работать и отапливать помещение.

Обязательно ли нужен смесительный узел

Правомерный вопрос, особенно если учесть, приличную стоимость коллектора. Следует признать, водяные теплые полы без смесительного узла могут нормально работать, но только при условии, что они имеют один отопительный контур. Что это означает на практике?

Согласно рекомендациям производителя, длина укладываемой трубы в теплых полах не должна превышать 70 м. Если учесть, что при максимальном разрыве шага между трубами, этого количества хватит только для 7 м², не сложно подсчитать, для отопления средних размеров комнаты потребуется уложить сразу три контура.

В большинстве случаев теплые полы укладывают сразу для нескольких комнат: прихожей, ванной, кухни и т.д. Обеспечить равномерную подачу теплоносителя без подключения к коллектору котельной нереально. Но если необходимо отапливать только одно небольшое по размерам помещение, тогда можно обойтись без смесительного узла.

Монтаж без коллектора имеет несколько недостатков, среди которых: подача теплоносителя с температурой идентичной той, что и в общей системе отопления, невозможность автоматического удаления воздушных пробок и контроля давления.

Принцип работы коллектора теплого пола

Смесительный узел для систем водяного теплого пола имеет простое, но достаточно эффективное устройство, состоящее из следующих узлов:

  • Циркуляционный насос – устанавливается на подаче теплоносителя. Насос позволяет установить и поддерживать необходимое давление в системе отопления, а также регулирует скорость циркуляции жидкости по водяному контуру.
  • Узел подмеса – по сути, представляет собой регулирующий клапан, отвечающий за подпитку водяного контура горячей водой. Принцип работы узла подмеса заключается в следующем – термодатчик дает сигнал на открытие клапана и добавление нагретого теплоносителя в систему до тех пор, пока температура жидкости не достигнет определенной заданной температуры. После этого подается сигнал на закрытие. В качестве датчика используется сервопривод для коллектора.
  • Распределительная гребенка – имеет несколько отводов для одновременного подключения нескольких водяных контуров. На гребенке установлены расходомеры, позволяющие контролировать расход теплоносителя по зонам.
  • Воздухоотводчик или система выпуска воздуха – самый простой коллектор не имеет клапана сброса воздуха. Обычно сепараторы устанавливают в уже готовых смесительных узлах, изготовленных известными производителями. Предназначение сепаратора состоит в автоматическом удалении воздуха из водяного контура.

Принцип работы и устройство коллектора водяного теплого пола несколько отличается от типа используемого клапана, регулирующего расход теплоносителя.

Как правильно собрать и подключить коллектор

Обычно, монтажная схема коллектора водяного теплого пола вложена в комплект готового смесительного узла. Согласно плану, от мастера, выполняющего сборку, потребуется:

  • Установить рамку – коллектор монтируется в горизонтальном положении прямо на стену, либо в вырезанную нишу. Единственным условием монтажа является свободный доступ к стрелке труб отопления. Также возможна установка коллекторного шкафа своими руками. Шкаф позволит скрыть разводку от посторонних глаз, что особенно важно, если под котельную используется ванная или прихожая.
  • Подключение к котлу – подача теплоносителя осуществляется снизу, обратка идет поверху. Перед рамкой обязательно устанавливаются шаровые отсекающие. Сразу за кранами устанавливается насосная группа. Для поддержания необходимой температуры, нагретый теплоноситель используется только частично. Насос не только создает необходимое давление в системе отопления, но и помогает смешивать остывшую воду из контура полов и нагретую, идущую от котла.
  • Монтируется пропускной клапан, имеющий ограничитель температуры. За клапаном устанавливается распределительная гребенка. Разводка коллектора на тёплые полы выполняется следующим образом. Трубы, идущие в теплый пол, крепятся сверху, из системы отопления снизу. Если необходимо собрать распределительный коллектор теплого водяного пола своими руками, в гребенку устанавливают запорные краны с встроенным терморегулятором.
    Практика показывает, что оптимальным вариантом является приобретение готовой конструкции. Сборка коллектора даже профессионалом и самостоятельная регулировка клапанов трудоемкий процесс, для выполнения которого требуются определенные навыки и опыт работы.
  • Подключение коллектора теплого водяного пола требует использования специальных комплектующих. Используют компрессионные фитинги, состоящие из опорной втулки, зажимного кольца и промежуточной латунной гайки. После монтажа осуществляется настройка коллектора.
  • Опрессовка коллектора – после окончания монтажных работ, необходимо проверить герметизацию соединений. Для этого укомплектованную коллекторную группу подключают к насосу (опрессовщику). С помощью опрессовщика нагнетают давление в системе. Водяной контур оставляют под давлением на сутки. Если показатели давления не изменились, значит, установка коллектора тёплого пола своими руками была выполнена правильно и смесительный узел готов к эксплуатации.

На первый взгляд, монтаж коллектора своими руками, кажется достаточно простым. Но как показывает практика, лучше не приступать к установке без наличия необходимого инструмента и специальных навыков.

Как регулировать температуру пола коллектором

Узел управления позволяет точно отрегулировать температуру циркулирующего теплоносителя. Для чего это нужно?

В обычных котлах вода нагревается в диапазоне от 60 до 85°С. Температура теплого пола согласно рекомендациям производителя, не должна превышать 30°С.

Регулировка коллекторной группой, выполняется следующим образом:

  • Смесительный клапан подмешивает к остывшей воде горячий теплоноситель. Процесс регулировки выполняется вручную либо с помощью сервопривода (не входит в базовую комплектацию коллектора и приобретается отдельно).
  • С помощью запорных кранов – узел регуляции полов в сборе имеет несколько шаровых отсекающих, обычно устанавливаемых на подачу и обратку для каждого запитанного контура. Запорные краны регулируют интенсивность подачи теплоносителя для каждой зоны системы отопления.
    Можно отбалансировать коллектор таким образом, чтобы установить наиболее комфортную температуру не только для разных, но даже отдельных участков в одной комнате. Насколько открывать расходомеры, зависит от необходимой интенсивности отопления.

Комплектующие для коллектора следует подбирать исключительно одного производителя. Еще лучше приобрести уже готовый смесительный узел. Как показывает практика, только в таком случае, схема подключения коллекторной группы, будет на 100% работоспособной.

Как выбрать коллектор для водяного пола

Устройство коллекторного шкафа позволяет выбрать разные системы регулирования и подачи теплоносителя. У каждого производителя существует несколько вариантов регулировочно-смесительного оборудования, но в основном выбор ограничен следующими устройствами.

  • Конструкция с трёхходовым клапаном – является универсальным устройством. Технология монтажа коллектора с трехходовым клапаном допускает дополнительную установку сервоприводов и погодозависимой автоматики. Обычно гидравлическую рамку устанавливают для больших помещений. После этого клапан сам создает оптимальное рабочее давление, регулирует температуру и подачу теплоносителя.
  • Двухходовая схема обвязки коллектора – особенностью такого решения является то, что, подогрев теплоносителя осуществляется в постоянном режиме. Смесительный узел работает как простой механизм. Подача нагретого теплоносителя осуществляется постоянно, но клапан регулирует количество подачи. В результате удается избежать перегрева и обеспечить равномерный прогрев помещения.
    Даже самые современные универсальные коллекторы с двухходовым клапаном имеют один существенный недостаток – невозможность использования для помещений свыше 200 м². Обязательной деталью для сборки коллектора с двухходовым клапаном, являются термостатические регулировочные узлы. Также потребуется использование расходомеров.


При выборе подходящего смесительного узла, следует обратить внимание на размеры коллектора. Существуют разные схемы смесительных узлов водяного теплого пола, зависящие от количества контуров, подключенных к системе отопления.

Самодельный распределительный коллектор можно собрать по личному усмотрению с любым количеством патрубков. Профессионалы советуют оставить несколько отводов для возможного увеличения контуров отопления в будущем.

Расчет параметров смесительного узла необходимо доверить профессионалам. Выполнить все необходимые подсчеты самостоятельно достаточно сложно. Специалисты подберут наиболее подходящие материалы для сборки узла.

Частые ошибки при сборке и установке коллектора

Существует несколько распространенных ошибок, обычно допускаемых при сборке или установке смесительного узла:

  • Неправильные настройки балансировочного клапана. Расчет нагрузки на водяной контур высчитывают еще до монтажа системы отопления. Подачу воды выполняют по предварительно полученным результатам.
  • Отсутствие воздушного клапана в гребенке. Даже если в конструкции не предусмотрен сепаратор, его устанавливают в обязательном порядке. Появившиеся воздушные пробки являются основной причиной, по которой теплые полы теряют работоспособность.
  • Ошибки в расположении подающего коллектора. Подача теплоносителя осуществляется с верхней, а не нижней планки.
  • Установка нескольких насосов без использования обратных клапанов. Применение регулирующей арматуры в этом случае позволяет устранить вероятность циркуляции теплоносителя через отключенный насос. Принципиальная схема установки обратного клапана предназначена предотвратить утечку теплоносителя. Самостоятельно и правильно заполнить теплые полы заново достаточно проблематично.
  • Отсутствие грамотной схемы подключения водяного теплого пола без коллектора. Самостоятельная сборка коллектора достаточно сложный процесс, но при условии соблюдения рекомендаций, выполнить монтаж самостоятельно, возможно.
    При условии, подключения только одного водяного контура, можно вовсе обойтись без монтажа коллектора. В любом случае, потребуется правильно рассчитать тепловую нагрузку системы отопления, а для этого нужна помощь специалиста. Во время выполнения проекта будет рассчитан оптимальный вариант расположения коллекторного шкафа.


Правильный монтаж и последующую регулировку смесительного узла может выполнить исключительно специалист. Для установки требуется предварительно выполнить грамотный расчет тепловой нагрузки и составить подходящую схему отопления.

Какой коллектор для теплого пола лучше? / Советы по выбору / Винтерм

Что бы ответить на вопрос “какой коллектор для теплого пола лучше” нужно сперва определиться, какие они бывают и чем отличаются.

Виды коллекторов для теплого пола

По материалу

Коллектор для теплого пола делают из трех материалов:

  • Стальной коллектор – подходит как для тёплого пола и радиаторного отопления. Мы предлагаем стальные коллектора TECE (Германия) предназначенные специально для труб из сшитого полиэтилена от TECE.
  • Латунный коллектор для теплого пола – Винтерм предлагает два варианта. Немецкие латунные коллекторы Rehau HLV предназначенные специально для труб из сшитого полиэтилена Рехау, широко используемых в бытовых и коммерческих системах отопления. Датские латунные коллектора Danfoss FHF подойдут для радиаторного и напорльного отопления, рассчитаны на рабочее давление 6 бар и температуру до 90 С.
  • Полипропиленовый коллектор – поскольку для тёплого пола не предполагается высокой температуры теплоносителя, то это отличный бюджетный вариант. Такие гребенки обладают самой низкой ценой. У нас вы можете заказать коллектор полипропиленовый Wavin Ekoplastik, это одно из лучших недорогих решений на рынке.
По комплектации

Дополнительные комплекты могут идти как “из коробки”, так и подбираться в зависимости от задач из фирменных совместимых компонентов. Рассмотри типичные компоновки для гребёнок:

  • С клапанами и запорным вентилем. Клапаны предназначены и запорные вентили регулируют объём теплоносителя и служат для перекрытия/отключения контуров. Удобный вариант для обслуживания и ремонта в случае непредвиденных обстоятельств.
  • С отсеченными клапанами. Такой вариант позволяет регулировать расход в каждом отдельном контуре, вплоть до его перекрытия.
  • С термостатическими клапанами. Удобная регулировка температуры в каждом из помещений. Терморегулирующий элемент корректирует размер сечения седла клапана, меняя тем самым объём теплоносителя которое необходимо для поддержания температуры воздуха в необходимых значениях. Таким образом происходит уменьшение количество затраченной энергии на обогрев, и соответственно уменьшаются затраты на энергоносители.
  • С отсечными клапанами и указателями расходов. Указатели расходов нужны для точного контроля подаваемого объема теплоносителя (наглядно), что в комплексе с отсечными клапанами позволяет добиться высокой точности для каждого контура. Второе и правильное название указателей расхода – ротаметры.

Выбор коллектора для теплого пола

Итак, теперь перейдём к непосредственному выбору гребенки для абстрактного случая. Подбирать коллектор по количеству подключений не проблема, они выпускаются любых конфигураций у всех известных производителей, по этому тут просто достаточно выбрать нужное для вас. Обычно коллектор поддерживает подключение от 2 до 12 контуров, с диаметрами труб 1″, 1 1/2″, 1/2″ и 3/4″.

Ранее мы обращали внимание на то, что производители труб и фитингов так-же производят коллетора, логично использовать для трубных систем TECE, Rehau,  Wavin Ekoplastik их же фирменные коллекторы. Это существенно упрощает подключение под типовые виды труб и соединений (с учётом использования фирменных инструментов для этих соединений).

Что касается комплектации, тот тут всё зависит от поставленных вами задач и бюджета на систему отопления. Если вы хотите сделать качественный монтаж тёплого пола, то доверьте эту задачу профессионалам. Наши специалисты могут рассчитать для вас стоимость готовой системы (смета на комплектацию и монтаж). Обращайтесь по телефону (067) 226-7404 с понедельника по пятницу (09:00 – 19:00) и субботу (10:00-14:00). Или отправляйте проект вашего дома на e-mail [email protected]

Как выбрать коллектор для теплого пола

При выборе системы теплого пола стоит обратить внимание на его основные элементы – распределительный коллектор и смесительный узел.

При устройстве теплого пола, стоит серьезно отнестись к выбору его составляющих. Одним из них есть коллектор, о  выборе которого мы поговорим в этой статье.
Коллектор обеспечивает комфортную и стабильную температуру нашего теплого пола. Эту функцию выполняет терморегулятор. Во время подачи теплоносителя в нагревательный контур, в смесительном узле коллектора смешивается теплоноситель, который подается с котла и охлажденный теплоноситель из контура системы (более подробно про работу смесительного узла можно узнать в статье).

 

Главные критерии выбора коллектора
В выборе системы теплого пола стоит обращать внимание на его основные элементы – распределительный коллектор и смесительный узел.


Первое на что нужно обратить внимание это совместимость коллектора с системой. Коллектор должен выдерживать то, давление которое дает поток теплоносителя в контуре.
Также важным является то, с какого материала изготовлен коллектор. Есть несколько вариантов – коллектор из латуни или из нержавеющей стали. В большей степени цена и качество изделия зависят от его материала. Также есть коллектор из PPSU, в основном используют в комбинированных системах или, сугубо, для систем охлаждения.


Важная характеристика, на которую также стоит обратить внимание это функциональность.  Коллектор может иметь в своей конструкции разнообразные датчики и краны, как, например, датчик потока жидкости, кран слива или кран Маевского, которые повышают надежность системы. Среди функциональных дополнений существуют узлы терморегуляции, узлы удаления воздуха, датчики температуры, а так же разнообразными измерительными приборами.

 

Отдельно выделяют коллектора оборудованные расходомерами. Расходомеры, находящиеся в конструкции помогают сбалансировать потоки в системе. Более подробно про работу и конструкцию коллектора можно узнать в статье.
 

Также на выбор влияет:

  • Площадь обогрева данной системой теплого пола
  • Тип помещения и цель его использования
  • Сумма, которую покупатель рассчитывает выделить на установку системы

После того, как Вы определились с целевым назначением коллектора (радиаторное отопление, теплый пол, охлаждение, теплые/холодные стены/потолки), можно определиться с материалом из которого будет изготовлен коллектор( PPSU, латунь, нержавеющая сталь). Когда Вы обозначите весь объём обогреваемой площади, можно точно сказать какое количество выходов, в коллекторе, у  Вас будет, в зависимости от конструктивных особенностей типа отопления и охлаждения.

 

Обзор рынка коллекторов для теплого пола


Отопление – это обширная область применения для распределителей то бишь коллекторов. Почти каждый более-менее не маленький бренд имеет этот продукт у себя в ассортименте. Особенно коллекторы с расходомерами.
Коллекторные блоки для отопления отличаются комплектацией – с расходомерами или без.
На обратной магистральной балке располагается термостатический клапан, на который можно устанавливать сервопривод. На подающей – два варианта. Вентильный клапан под шестигранник в основном используются для радиаторной разводки. Комплектация расходомера предназначена для коллекторных блоков для системы напольного обогрева. С помощью расходомера можно точно установить необходимый расход теплоносителя для отдельного контура. На нем есть шкала с указаниями расхода и поплавок указывающий необходимое значение. Настройка производится при заполненной системе. Изначально все коллекторы производились из латуни. Их главные производители располагаются в Италии. Аналоги из нержавеющей стали более популярны в Германии. В таблице мы видим четкое распределение типов коллекторов в зависимости от национальности брендов. Позже появились полимерные коллекторы. Сегодня мало компаний, которые их производят. Самые известные TECE, Uponor, Caleffi. Плюсы и минусы того или иного материала смотрите в прошлом выпуске. В целом латунные коллекторы могут отличаться только двумя пунктами – комплектацией и ценой. Далее рассмотрю варианты комплектации коллекторных блоков с расходомерами. Есть три основных типа комплектации: – коллекторы со встроенными дренажными кранами и ручными воздухоотводчиками; – коллекторы со встроенными дренажными кранами и автоматическими воздухоотводчиками; – коллекторы без дополнительной арматуры. В последнем случае к блоку подсоединяется конечный элемент коллектора. Какой из этих вариантов лучший – однозначно тот, что с автоматическим воздухоотводчиком. Еще одной отличительной чертой есть тип креплений коллекторных балок. Некоторые бренды комплектуют набор креплениями с вариативным межцентровым расстоянием. Этот нюанс важен, когда Вы не знаете к какой насосно-смесительной группе будет подсоединяться коллектор. Блок с такими креплениями подойдет к НСУ в большинстве случаев, и Вам не придется его менять. Отдельное слово можно сказать о такой детали как расходомер. Он является важной частью, так как выполняет функцию регулирования. Немного есть компаний, которые занимаются производством расходомеров. Одна из самых известных – швейцарская Taconova. Если Вы видите на колбе расходомера лого “TN” – можете не сомневаться, что он будет работать стабильно. Еще один надежный производитель – итальянская компания Pressblock. Они кроме своего бренда производят изделия для других компаний. Если покупать коллекторный блок китайского производства, то есть очень большая вероятность попасть на некачественный расходомер. С виду их тяжело проверить. Проверяется только ценой. Если коллектор стоит очень дешево – соответственно и расходомер там не качественный. Чревато это тем, что после периода эксплуатации (может даже непродолжительного), расходомер может застопорить. И его необходимо будет менять. Дополнительным преимуществом в комплектации есть наличие евроконусов. Теперь приступим непосредственно к обзору. Сперва рассмотрим европейских производителей. Для правильного сравнения буду сравнивать коллекторы из одного материала. Латунные коллекторы. Дополнительный плюс для латунных коллекторов есть наличие защитного покрытия из хрома или никеля. Из представленных вариантов, хочу выделить коллектор R553M. Он немного отличается от основной массы. Так как настройка расходомера происходит на фронтальной части балки с помощью ключа. Здесь возможна фиксация настройки. Плюс минимизируется вероятность вмешательства извне и разбалансировка. Самый интересный вариант – коллектор Calefii 668й серии. Он имеет специальную форму, для удобства прохода труб от верхнего коллектора.  Так они будут проходить точно между выступами балки. В добавление к этому в комплект входят наклейки, для обозначения принадлежности к конкретному помещению той или иной петли теплого пола. Мой совет – выбор именно этой модели. Если по цене не подходит, тогда можно выбрать коллектор FIV или ICMA. Коллекторы из нержавеющей стали При выборе нержавеющего коллектора обращайте внимание на тип материала. Следует выбирать коллекторы, изготовленные из марки нержавеющей стали – AISI304. Она также может иметь и другую маркировку. Например – X5CrNi1810, 08Х18Н10, 1.4301 или SUS304. Производители придают различную форму балкам, но на качество или функционал это заметно не влияет. Балки прямоугольной формы имеют немного большую пропускную способность, потому я бы рекомендовал именно этот тип. Например – TECE, HERZ, Itap. Полимерные коллекторы В этой категории изделий разнообразия и модификаций больше. Есть, как и сборные модели, которые могут соединяться из нескольких блоков. Кстати процесс очень быстрый и удобный. Так же есть полностью готовые блоки необходимой длины. Как правило, с такими коллекторами в ассортименте все изделия также производятся из полимеров – воздухоотводчики, дренажные клапаны, крепления.  С европейскими производителями ситуацию прояснили. Теперь перейдем к рынкам России и Украины. В России нержавеющие коллекторы на первом месте по популярности. И с каждым годом их позиция крепнет. Хотя многие бренды имеют также и латунные аналоги в ассортименте. Некоторые бренды продают коллекторы европейского происхождения как Stout и Uni-fitt. Большинство же – китайского производства. Но как я говорил ранее Китай Китаю рознь. Например, компания TIM привозит в Россию продукцию с самой низкой ценой. Но вместе с этим и низким качеством. Нет никакой гарантии в материале, так и в надежности конструкции. Китайский продукт хорошего качества будет немного дешевле нежели европейский. Параметр, по которому можно еще проверять нержавеющий коллектор – это толщина стенки. 1,2 мм и более – на эти цифры необходимо ориентироваться. Хотя в технической документации – не всегда можно найти эти значения. Из удобных вариантов – коллекторы MVI с регулируемыми креплениями. Valtec, Uni-fitt – имеют комплекты с автоматическим воздухоотводчиком. Рынок Украины ориентирован пока еще на коллекторы из латуни. Хотя некоторые локальные бренды уже ввели в свой ассортимент аналоги из нержавеющей стали. Одним из первых стал бренд SD Forte. Вид этого коллектора очень схож с моделью от Kermi. На что скорее всего и было нацелено создание этого блока. Сейчас также нержавеющие коллекторные блоки для теплого пола предлагают бренды – Raftec, Termojet. Последние выделяются тем, что имеют толщину стенки 1,6 мм и комплектуются расходомерами Taconova. Впрочем, как и предствитель латунных аналогов FADO. У них также расходомеры от этой швейцарской компании. Модели RS k, ASCO, Djoul, Gross – уже идут в комплекте с евроконусами. Коллекторный блок с расходомерами является частью узла регулирования напольным отоплением. А основной ее частью есть насосно-смесительный узел. Они них можно почитать в отдельной статье.

(PDF) Энергетическое исследование систем теплого пола с тепловым насосом на солнечной энергии с материалами фазового перехода и без них

27

Ссылки

[1] Лю Ю., Ян Л., Чжэн В., Лю Т., Чжан X. , Лю Дж., Новое здание энергоэффективности

Индекс оценки

: создание расчетной модели и приложения, преобразование энергии и

Management 2018; 166: 522-533.

[2] Даскалаки Э.Г., Дроутса К., Гаглия А.Г., Контояннидис С., Баларас С.А., Сбор данных и анализ

строительного фонда и его энергетических характеристик – пример для греческих зданий,

Energy and Buildings 2010: 42 (8): 1231-1237.

[3] Хуэйде Ф., Сюйсинь З., Лей М., Тао З., Цисин В., Хунюань С., Сравнительное исследование трех типов

технологий использования солнечной энергии в зданиях: фотоэлектрические, солнечные тепловые и гибридные.

фотоэлектрические / тепловые системы, Преобразование энергии и управление, 2017; 140: 1-13

[4] Циванидис К., Беллос Э., Мицопулос Г., Антонопулос К.А., Делис А., Энергетическая и финансовая оценка

системы отопления с тепловым насосом с использованием солнечной энергии с другими обычными системами отопления в Афинах,

Applied Thermal Engineering 2016; 106: 87-97.

[5] Беллос Э., Циванидис К., Прассас А., Антонопулос К.А., Моделирование пола с использованием солнечной энергии

Система отопления с TRNSYS, энергия, транспорт и глобальное потепление, Springer, 2016, 355-

369, DOI: 10.1007 / 978-3-319-30127-3_28

[6] Эмми Г., Заррелла А., Де Карли М., Тепловой насос в сочетании с фотоэлектрическими тепловыми гибридными солнечными коллекторами

: пример системы с несколькими источниками энергии, Преобразование энергии и управление ею

2017; 151: 386-399

[ 7] Bellos E., Tzivanidis, C., Moschos, K., & Antonopoulos, KA, Энергетика и финансы

оценка систем отопления помещений с использованием солнечных тепловых насосов, Преобразование энергии и управление,

2016; 120: 306–319 .

[8] Поппи, С., Бейлз, К., Халлер, М. Ю., и Хайнц, А., Влияние граничных условий и размера компонента

на спрос на электроэнергию в солнечных тепловых и комбинированных системах с тепловым насосом, Applied Energy 2016;

162: 1062–1073.

[9] Атмака, И., Энергетический и эксергетический анализ системы отопления помещений с использованием солнечного теплового насоса для

ясных дней. Международный журнал Exergy, 2013; 12 (2): 226–248.

[10] Кастелл А. и др., Экспериментальное исследование использования ПКМ в кирпичных конструктивных решениях для пассивного охлаждения

, Энергия и здания 2010; 42 (4): 534–40.

[11] Эйкер У., Стратегии охлаждения, летний комфорт и энергоэффективность реконструированного пассивного стандартного офисного здания

, Applied Energy 2010; 87 (6): 2031–2031–9.

[12] Лонг Л. и др., Демонстрация эффективности и оценка синергетического применения остекления из диоксида ванадия

и материала с фазовым переходом в пассивных зданиях, Applied Energy 2014; 136:

89–97.

[13] Ehms J.N., Oliveski R.D.К., Роча Л.О., Бисерни К., Теоретический и численный анализ материалов с фазовым переходом

(PCM): тематическое исследование процесса затвердевания эритрита в сферах,

International Journal of Heat and Mass Transfer 2018; 119: 523 –532.

[14] Navarro L., Barreneche C., Castell A., Redpath DA, Griffiths PW, Cabeza LF, полиэтиленовые сферы высокой плотности

с PCM для систем горячего водоснабжения: резервуар для воды и лабораторные масштабы

Исследование

, журнал по хранению энергии 2017; 13: 262–267.

[15] Эльбахжауи Р., Карния Х.Эл., Ганауи М.Э., Численное исследование плавления нано-ПКМ в прямоугольном накопителе

, нагреваемом восходящим теплоносителем, Energy Procedure 2017; 139: 86–91.

10 причин выбрать солнечное тепло | 2019-11-04

В этой колонке за последние несколько лет я описал стандартизированные методы и лучшие практики, которые мы используем для наиболее успешной установки солнечных гидронных комбинированных систем. Используя то, что я называю «новым стандартом» в солнечной / гидронной стратегии, наши строительные системы с солнечным отоплением теперь проектируются быстрее и легче устанавливаются.Повторяемая конфигурация проекта со встроенным контролем дает успешные результаты, которые можно предсказать и проверить с помощью удаленного мониторинга и управления через Интернет.

Используя этот подход, наши комбинированные системы солнечного отопления и возобновляемых источников энергии больше не являются экспериментальными или единственными в своем роде индивидуальными творениями. Теперь мы больше используем подход «поваренной книги», комбинируя знакомые ингредиенты со знакомыми шаблонами и модульными конфигурациями для быстрого и надежного развертывания. По нашему опыту, водное солнечное отопление в зданиях никогда не было более практичным и надежным.

Just Do It: Решение о солнечном отоплении

В современном строительном мире здания с использованием солнечной гидроники относительно редки, а солнечное отопление помещений кажется чем-то вроде забытого искусства. Но с помощью методов проектирования Нового стандарта мы обнаружили, что внедрение солнечного водяного отопления никогда не было таким простым. Нет более подходящей технологии возобновляемой энергии для водопроводной и отопительной промышленности.

Оглядываясь назад на десятки успешных установок за последние годы, вот список из 10 основных причин, по которым для этих проектов был выбран вариант солнечного отопления.

1. Климат «достаточно солнечный» и коллекторы подойдут. В нашем климате с солнечным поясом, где обычно 85% солнечного света, безусловно, можно построить здание, отапливаемое солнечными батареями на 85%. Но мы также завершили успешные проекты по солнечному отоплению в таких местах, как Орегон, Аляска, Род-Айленд и Вирджиния, где годовое количество солнечного света значительно меньше, но все же оказалось стоящим.

В климате, который может показаться сомнительным, единственный способ определить, достаточно ли солнечно для солнечного отопления, – это смоделировать проект с использованием местных климатических данных.Когда расчеты показывают, что климат имеет достаточно солнечной энергии, чтобы способствовать значительной экономии топлива, рождается система солнечного отопления, даже в некоторых маловероятных местах.

Конечно, должно быть хорошее место для необходимых солнечных коллекторов. Есть много других способов вписать солнечные тепловые коллекторы в план строительства, включая различные крепления на крыше, настенные крепления и наземные стеллажи с различными наклонами и конфигурациями.

2. Водогрейный котел все равно будет.Гидравлические водогрейные котельные системы легко совместимы с гелиосистемой New Standard. В этих системах для распределения тепла обычно используются плинтусы с горячей водой, панели радиаторов или фанкойлы. Также обычно включаются зоны излучающего подогрева пола и резервуар для горячей воды для бытового потребления (ГВС). К этим стандартным системам часто подключаются плавательные бассейны, зоны таяния льда и резервуары для хранения тепла.

На Рис. 77-2 показана схема трубопроводов примерной солнечной / гидронной установки, использующей конфигурацию трубопроводов нового стандарта.Оборудование водогрейного котла, которое в любом случае должно быть там, отмечено черным. Наша стандартная конфигурация солнечного отопления выделена красным.

Обратите внимание, что обычное отопительное оборудование черного цвета составляет большую часть всего отопительного оборудования. Вы можете увидеть, как красное солнечное оборудование может быть дополнительно добавлено позже, используя двухтрубные заглушки на первичном контуре, если желательна система отопления, готовая к использованию солнечной энергии.

3. Кладка лучистого пола в любом случае будет. Каменные излучающие полы обычно делают из бетона с заделанными трубами из PEX.Солнечное тепло может быть передано бетону путем циркуляции теплой жидкости через трубы PEX. Бетон имеет значительную удельную теплоемкость, которая выражается в большой теплоемкости, известной как тепловая масса.

Наша стандартная стратегия управления использует тепловую массу бетона в качестве «аккумулятора солнечного тепла» в тщательно контролируемом диапазоне температур для комфорта человека. Когда тепловая масса здания используется для такого хранения тепла, мы можем уменьшить или даже исключить необходимость в больших резервуарах для хранения тепла и других более экзотических и дорогих системах аккумулирования тепла.

Обратите внимание, что на Рисунке 77-2 резервуар для хранения тепла подключен к первичному контуру таким образом, чтобы его можно было легко включить или исключить, в зависимости от потребностей здания. Иногда отсутствие большого резервуара для хранения тепла является решающим фактором, позволяющим проекту перейти на использование солнечной энергии.

4. Отопление будет значительными ежегодными расходами на электроэнергию. Средний жилой дом в США использует около 65 процентов годового потребления энергии для комбинированного отопления помещений и горячего водоснабжения.Эта тепловая энергия обычно не компенсируется при установке фотоэлектрических элементов (PV, солнечное электричество), но может быть легко компенсирована солнечными коллекторами тепла во многих типах зданий.

Несмотря на широкое распространение фотоэлектрических панелей и впечатляющие достижения в строительных технологиях с нулевым потреблением энергии, эти технологии не повлияли на потребление тепловой энергии в зданиях. Это открывает огромные возможности для повышения эффективности. Поскольку большинство из нас живет и работает в зданиях, требующих значительного количества тепловой энергии, имеет смысл использовать доступные, проверенные технологии для компенсации обычного расхода топлива для отопления везде, где это возможно.

5. Местные затраты на обычное топливо для отопления высоки. Когда стоимость топлива высока, экономия от солнечной системы отопления также становится более ценной. Многие из наших клиентов, которые зависят от пропана, мазута, дизельного топлива или электричества (от сети) для получения традиционного тепла, определили, что экономия от солнечного / водяного тепла обеспечивает привлекательное улучшение денежного потока.

Устойчивые поставки солнечного тепла на протяжении многих лет также можно рассматривать как своего рода страховку от роста стоимости топлива для отопления с течением времени.

6. Существуют и другие альтернативные источники водяного тепла. Конфигурация трубопровода нового стандарта для солнечной / гидронной системы позволяет централизованно подключать и интеллектуально управлять несколькими источниками тепла и несколькими тепловыми нагрузками. Таким образом, система может работать с другими многочисленными источниками тепла, помимо примера, показанного на рис. 77-2, где есть три общих источника тепла: бойлер, солнечные коллекторы и резервуар для хранения тепла.

В некоторые прошлые установки мы включали другие нетрадиционные источники тепла, такие как дровяной змеевик с горячей водой, теплонасос с грунтовым источником, рекуперация отработанного тепла от двигателя-генератора и тепло, рекуперированное из холодильной системы кондиционирования воздуха.Иногда выбирается гидравлическая конфигурация New Standard, потому что она может легко смешивать и согласовывать с широким спектром возобновляемых источников тепла.

7. Здание включает в себя большой водонагреватель. Для предприятий с большой нагрузкой на отопление водой нередко обращаются к солнечному отоплению как к способу управления расходом топлива для отопления. Всегда стоит подумать о коммерческом водонагревателе в отеле или, например, на автомойке.

Кроме того, бассейн с подогревом или большая гидромассажная ванна легко включаются в тепловые нагрузки, подключенные к системе отопления New Standard.Большой бассейн может получать выгоду от солнечного тепла даже в тех случаях, когда ничто другое в стандартной системе не требует тепла, таким образом увеличивая полезность существующих солнечных коллекторов.

Любая большая нагрузка по нагреву воды, которая сохраняется в течение большей части года, является кандидатом на регулярную и существенную экономию топлива за счет правильно спроектированной солнечной системы отопления.

8. Зеленые мотивы, такие как компенсация выбросов углерода, почти нулевое энергопотребление. Некоторые строительные проекты руководствуются экологичными или устойчивыми целями, такими как высокий рейтинг LEED или небольшой углеродный след, как видно в проектах с нулевым или почти нулевым потреблением энергии в зданиях.Поскольку солнечное тепло способно компенсировать большие количества топлива для сжигания, оно способно предотвратить образование большого количества продуктов сгорания, особенно больших объемов CO2.

Это может быть сильным мотивирующим фактором для экологичного конечного пользователя, чтобы выбрать водяное солнечное отопление.

9. Самостоятельность или готовность к чрезвычайным ситуациям. Некоторые из наших наиболее интересных солнечных комбинированных систем устанавливаются вне сети или предназначены для нормальной работы вне сети во время отключений и аварийных ситуаций.Солнечное тепло и другие альтернативные источники тепла могут идти рука об руку с внесетевой фотоэлектрической энергией, резервным генератором, дровяными котлами и другими технологиями, обычно используемыми в автономных установках.

Конфигурация водяного отопления New Standard может применяться к автономным автономным установкам и иногда используется для этой цели.

10. Применяются налоговые льготы или другие финансовые стимулы. Иногда окончательное решение об установке солнечного тепла связано со скидками и льготами.Краткое изложение государственных и федеральных стимулов наиболее удобно на веб-сайте DSIRE по адресу www.dsireusa.org. Во многих случаях те же финансовые стимулы, которые часто связаны с фотоэлектрическими системами, доступны и для солнечного нагревательного оборудования.

Эти 10 причин одинаково применимы к новым зданиям, модернизации и реконструкции. Не всем из них нужно подавать заявление о положительном решении перейти на солнечную тепловую энергию; Иногда бывает достаточно одной веской причины. Как правило, если есть три или более из этих причин, то солнечная система отопления, вероятно, имеет смысл.

Примечание. Эти колонны предназначены для жилых и небольших коммерческих зданий менее 10 000 квадратных футов. Основное внимание уделяется гликоль / гидронным системам под давлением, поскольку эти системы могут применяться в зданиях самых разных геометрических форм и ориентации с небольшими ограничениями. Торговые марки, организации, поставщики и производители упоминаются только в качестве примеров для иллюстрации и обсуждения и не представляют собой никаких рекомендаций или одобрения.

Коллекторный контур – обзор

3.15.3.4 Параллельный тепловой насос с использованием солнечной энергии

Параллельная система SAHP состоит из солнечной тепловой части и теплового насоса, который использует источник тепла, отличный от солнечной энергии [17]. Могут использоваться солнечные коллекторы жидкости (вода или смесь антифриза) или солнечные коллекторы воздуха. В системе солнечного отопления, основанной на жидкостных солнечных коллекторах, солнечная энергия может использоваться непосредственно для отопления или через накопительный бак, а также может применяться дополнительный нагреватель. Тепловой насос обычно использует окружающий воздух или землю в качестве независимого источника тепла.Если используются солнечные воздушные коллекторы, они применяются в основном для пассивного обогрева здания, но поскольку они обычно не могут удовлетворить потребности в обогреве помещения в холодные дни (даже в теплом климате), активное обогревание здания осуществляется через воздуховод. – тепловой насос воздух или воздух-вода [31].

Как уже упоминалось, в прошлом система солнечного отопления (солнечные коллекторы и накопители) отвечала только за нагрев горячей воды (ГВС), а тепловой насос – за обогрев помещений. Обе системы раньше работали без взаимодействия.Стандартная параллельная система SAHP представлена ​​на рис. 9 . Легенда к этому рисунку такая же, как для Рисунок 8 .

Рисунок 9. Стандартная параллельная система SAHP. Обозначения см. В заголовке Рис. 8 .

Эта система состоит из традиционной солнечной тепловой части с солнечными жидкостными коллекторами (вода или смесь антифриза) в замкнутом контуре солнечного коллектора и накопительного бака. (Если используются воздушные коллекторы, они интегрированы в фасад здания и контур солнечного коллектора открыт.) В накопительном баке также есть теплообменники для ГВС и отопления помещений. В накопительном баке есть еще один теплообменник, который соединяет этот накопитель с накопительным баком ГВС, аналогично системе серии SAHP, представленной на , рис. 9, . Система ГВС теоретически не зависит от отопления помещений; тем не менее, некоторое взаимодействие существует из-за общего основного резервуара для хранения. Другой основной компонент параллельной SAHP – это обычный тепловой насос, который может быть одного из следующих типов: воздух – воздух, воздух – вода, рассол (вода) – вода, рассол (вода) – воздух.Солнечная энергия имеет приоритетное значение для удовлетворения потребностей в отоплении. Также имеется дополнительный обогреватель для обогрева помещения. Основные режимы работы системы следующие:

Нагрев ГВС: тепло, накопленное в основном водонагревателе, передается в бак ГВС (описание этого режима работы такое же, как для системы серии SAHP. представлены в Рисунок 8 ).

Солнечное отопление помещений: когда температура T с накопленного тепла достаточно высока, то есть, если T с > T smin , тогда Q hd = Q нагрев и в это время тепловой насос выключен, Q л.с. = 0; в зависимости от солнечного излучения и разницы между температурой солнечных коллекторов и накопителя, контур солнечного коллектора может работать ( Q u > 0) или нет ( Q u = 0).

Нагрев с тепловым насосом: если температура накопленного или накопленного тепла слишком низкая для удовлетворения требований к отоплению, то есть, если T s T smin , тепловой насос работает с использованием источник тепла, отличный от солнечной энергии и тепла, подаваемого в здание, отбирается из конденсатора теплового насоса, поэтому Q hpcon = Q heat и Q hd = 0; В зависимости от солнечных условий и разницы между температурой солнечных коллекторов и накопителя, контур солнечного коллектора может работать ( Q u > 0), а тепло может накапливаться в накопительном баке или нет ( Q u = 0).

Тепловой насос и дополнительный нагрев: Правила этого режима работы такие же, как для последовательного теплового насоса, показанного на Рисунок 8 , единственная разница заключается в источнике тепла для теплового насоса, которая отличается от солнечной энергии. Нагревательная нагрузка обеспечивается тепловым насосом и дополнительным нагревателем, и Q hpcon + Q aux = Q heat .

В параллельной системе SAHP общая доступная энергия системы представляет собой сумму энергии, полученной от двух различных систем: солнечной тепловой системы и системы теплового насоса.Тепловое описание двух рассмотренных систем такое же, поскольку они работают как автономные системы. Однако косвенно они влияют друг на друга, потому что, когда используется один источник тепла, другой нет. Это означает, что тепло от этих источников тепла извлекается не так быстро и во время перерывов в работе, если они имеют способность, как, например, земля, они могут немного регенерировать или удерживать накопленное тепло для дальнейшего использования. Для описания работы солнечной тепловой системы, включая нагрев ГВС, стандартный энергетический баланс накопителя может быть выражен аналогично уравнению [12] в следующей форме:

[16] (Vcρ) dTsdt = Qu (t) – Qloss (t) −Qhd (t) −QDHWd (t)

Член в левой части уравнения [16] выражает (как и раньше) емкость хранения и колебания температуры хранения T с во времени и что на правой стороне дает полезную солнечную энергию Q u , поставляемую солнечными коллекторами, тепловые потери от накопителя Q потери , тепло подается непосредственно в контур отопления Q hd для удовлетворения тепловая нагрузка помещения и тепло, подаваемое в накопительный бак ГВС Q ГВС .В испаритель теплового насоса не поступает тепло Q л.с. .

Тепловой насос работает стандартно, как обычный тепловой насос; следовательно, КПД теплового насоса можно выразить стандартным уравнением [2c]. Однако также возможно определить COP всей параллельной системы SAHP. Затем необходимо включить общую рабочую нагрузку в систему, поэтому помимо рабочей нагрузки W для привода компрессора теплового насоса необходимо добавить рабочую мощность Вт тепла для циркуляционного насоса контур водяного отопления или для вентиляторов системы воздушного отопления в здании, а также рабочая мощность Вт насос для циркуляционных насосов солнечной системы отопления.Общее количество тепла Q тепло , подаваемое в систему отопления помещения (система ГВС не учитывается при определении СОР, потому что теоретически это автономная система отопления) в течение более длительного времени ее работы представляет собой сумму тепла, отведенного напрямую Q hd от солнечного накопительного бака и тепла Q hpcon от конденсатора теплового насоса и тепла Q aux от дополнительного нагревателя, что можно записать следующим образом:

∑tQheat = ∑tQhd + ∑tQhpcon + ∑tQaux

Таким образом, COP рассматриваемой параллельной системы SAHP (см. , рис. 9, ) можно выразить аналогично COP для последовательной системы SAHP (см. , рис. 8). ) с той разницей, что имеется новая потребляемая мощность Вт л.с. , которая представляет работу, необходимую для циркуляции рабочей жидкости в источнике тепла теплового насоса для отвода тепла из этот источник.В случае теплового насоса, использующего в качестве источника тепла окружающий воздух, он обычно равен нулю. Ссылаясь на уравнение [15], COP параллельной системы SAHP, рассмотренной выше, можно записать как

[17] COP = QheattotalWtotal = Qhd + Qhpcon + QauxW + WpumpSd + Wheat + Waux + Whp

Источники и радиаторы для теплового насоса и солнечной системы могут быть основаны на воздушных или жидкостных коллекторах, обеспечивающих теплом систему воздушного или водяного отопления в здании. Все эти разновидности могут использоваться в параллельных системах; однако некоторые из них более популярны, чем другие.Параллельная система SAHP может обеспечивать теплом систему отопления, в которой теплоносителем является вода или воздух. Контур солнечного коллектора может подавать тепло в резервуар для хранения воды. Сохраненное тепло можно подавать в водо-водяной теплообменник, расположенный в контуре водяного отопления, или в теплообменник вода-воздух, расположенный в отапливаемом (кондиционируемом) помещении. Также можно использовать воздушные солнечные коллекторы; они обычно работают пассивно и поставляют тепло непосредственно в помещение. Тепловые насосы используют возобновляемые источники тепла, кроме солнечной энергии.Тепловой насос окружающего воздуха (источник тепла) может использоваться для подачи тепла в воздух в помещении (радиатор). В такой системе «солнечный» теплообменник вода-воздух и тепловой насос воздух-воздух по отдельности обеспечивают тепло для обогрева помещения. Также возможно использование геотермального теплового насоса, который особенно популярен в высокоширотных странах. В такой системе в основном «солнечный» водо-водяной теплообменник и грунтовый (рассол) -водяной тепловой насос обеспечивают тепло для обогрева помещения через контур отопления (напольное или настенное отопление) в здании.В систему также входят автономный отопитель и автоматическая система управления.

Стратегия работы параллельного SAHP заключается в том, чтобы отдавать приоритет солнечной тепловой части, затем тепловому насосу и, в конечном итоге, в качестве последней альтернативы, электрическому нагревателю в качестве источника пикового напряжения. Однако раньше все компоненты работали отдельно, один за другим. В настоящее время существуют системы, которые посредством автоматического управления позволяют подавать тепло одновременно от солнечной тепловой системы и от «несолнечного» теплового насоса и даже от дополнительного нагревателя в накопитель или напрямую в систему отопления.Если водонагреватель используется для отопления здания и ГВС, то по санитарным причинам ( бактерий Legionella, ) необходимо периодически (например, один раз в неделю) иметь температуру воды для системы ГВС выше определенного уровня. (обычно предел 55 ° C). Для обеспечения такого уровня температуры иногда работают все три нагревательных элемента (солнечные коллекторы, тепловые насосы, электронагреватель). В отопительном контуре здания в качестве теплоносителя может использоваться вода или воздух. В этой модифицированной параллельной системе SAHP возможны следующие режимы работы:

Только солнечное отопление: если температура T с накопленного тепла достаточно высока, то есть T с > T smin , затем Q hd = Q тепло + Q ГВС , и тепловой насос не работает; в зависимости от солнечных и внешних условий, контур солнечного коллектора может работать, и полезное тепло Q u от солнечных коллекторов может передаваться в накопительный бак.

Солнечное отопление и обогрев тепловым насосом параллельно: если температура накопленного или накопленного тепла слишком низкая, чтобы соответствовать общей тепловой нагрузке, T s T smin , но все же это температура достаточно высока (выше заданного температурного предела), T s > T slimit , чтобы подавать немного тепла Q sol = Q hd в систему отопления, солнечная система работает, обеспечивая часть потребности в тепле.В то же время тепловой насос работает с использованием источника тепла, отличного от солнечной энергии, и обеспечивает остальную часть необходимого тепла Q hpcon , следовательно, Q hd + Q hpcon = Q отопление + Q ГВС .

Отопление с помощью теплового насоса. Если температура собранного или накопленного тепла слишком низкая для удовлетворения потребностей в отоплении даже частично, то есть, если T s T slimit , тепловой насос работает с использованием источника тепла, отличного от солнечной энергии, и обеспечивает все требования к отоплению Q hpcon = Q heat + Q ГВС ; в зависимости от солнечных условий и разницы температур между солнечными коллекторами и накопителями полезное тепло от солнечных коллекторов Q u может собираться и храниться.

Отопление с помощью теплового насоса и дополнительного нагрева: если температура тепла, собираемого солнечными коллекторами, или тепла, хранящегося в накопительном баке, слишком низка для удовлетворения потребностей в отоплении даже частично, то есть, если T s T slimit , тепловой насос работает от источника тепла, отличного от солнечной энергии, и подает Q hpcon в систему отопления; однако, если COP теплового насоса падает ниже предела, определенного системой управления, то для обеспечения остального тепла используется вспомогательный нагреватель Q aux для удовлетворения всех требований к отоплению Q hpcon + Q доп. = Q тепло + Q ГВС ; в зависимости от солнечных условий и разницы температур между солнечными коллекторами и накопителями полезное тепло от солнечных коллекторов Q u может собираться и храниться.

Солнечное отопление, отопление с тепловым насосом и дополнительное отопление: это когда должна быть достигнута пиковая нагрузка; если это возможно, солнечные коллекторы обеспечивают тепло Q sol = Q hd и тепловой насос работает, обеспечивая больше тепла Q hpcon , и потому что этого недостаточно для полного нагрева требования Q hd + Q hpcon heat + Q DHW , включается дополнительный нагреватель и он подает остальную часть необходимого тепла Q aux , следовательно, Q u + Q notsol + Q aux = Q heat .

Общее количество тепла, подаваемого в систему отопления, можно выразить тем же уравнением [16], что и в случае стандартной параллельной системы SAHP. Однако теперь следует учитывать и количество тепла, подаваемого для нужд ГВС, потому что тепловой насос также выполняет эту функцию. Следовательно, входная работа (электрическая энергия) дополнительного нагревателя для ГВС также должна быть включена, а также другая рабочая входная мощность W ГВС , связанная с этой функцией, например, для привода циркуляционных насосов контура циркуляции ГВС и обычная трубопроводная сеть.Усредненные энергетические характеристики параллельной системы SAHP для отопления помещений и ГВС, то есть усредненный COP для всей системы, могут быть выражены таким же образом, как и для параллельной системы SAHP, включая тепло, подаваемое для ГВС, и связанные с этим затраты труда. с этой функцией. COP принимает следующий вид:

[18a] COP = QheattotalWtotal = Qhd + Qhpcon + Qhaux + QauxDHWW + WpumpSd + Wheat + Whaux + Whp + WDHW + WauxDHW

Предполагая, что солнечный тепловой и «несолнечный» тепловой насос поставляют тепло. к тому же контуру отопления в здании с той же жидкостью-теплоносителем и со ссылкой на уравнение [14], теперь уравнение [18] усредненного COP рассматриваемой параллельной системы SAHP принимает вид:

[18b] COP = QheattotalWtotal = Qhd + Qhpcon + QauxWtotal = mcCp [(Tsout − Tsin) + (Tconout − Tconin)] + Qhaux + QhdDHW + QhpconDHW + QauxDHWW + WpumpSd + Wheat + Whaux + Whp + WDHW + WauxDHW

hd формулировка зависит от типа используемой солнечной тепловой системы.Символы ввода работы такие же, как в уравнении [14]. Если используются другие циркуляционные насосы или вентиляторы, их работа также должна быть включена в уравнения [18a] и [18b].

В настоящее время одна из наиболее типичных разновидностей параллельной системы SAHP реализуется путем интеграции всех основных компонентов в резервуар для хранения воды со стратификацией. Солнечные коллекторы через рабочую жидкость (воду или смесь антифриза), циркулирующую в замкнутом контуре, подают полезное тепло Q u в накопительный бак.Теплообменник контура солнечного коллектора обычно расположен в нижней части накопительного бака. Тепловой насос использует источник тепла, отличный от солнечной энергии, и подает тепло Q hpcon , извлеченное из этого источника, также в накопительный бак. В некоторых системах также можно подавать тепло непосредственно в систему отопления в здании (не через накопители) [13]. Обычно теплообменник, соединяющий конденсатор теплового насоса и накопитель, расположен в верхней части накопительного бака, над теплообменником солнечного коллектора.Иногда конденсатор теплового насоса можно поместить прямо в накопительный бак. Если водонагреватель также предназначен для ГВС, то вход холодной воды расположен внизу. В верхней части водонагревателя установлен выпуск горячей воды для ГВС, для отвода тепла Q hDHW для ГВС. В баке есть еще один теплообменник, ниже выхода ГВС, который соединяет хранилище с отопительным контуром для отопления помещения, обычно низкой температуры, например, контуром теплого пола. Тепло Q тепло , необходимое для обогрева здания, отбирается через этот теплообменник.Очень часто дополнительный нагреватель, обычно электрический, так как пиковый источник также встроен в накопительный бак наверху. При необходимости, когда температура накопительного бака, даже в верхней части, слишком низкая для удовлетворения требований к обогреву, включается электрический нагреватель, и он подает дополнительное тепло Q доп. в накопительный бак.

Большинство современных параллельных систем SAHP содержат резервуар для хранения, который является основным основным компонентом системы, объединяющей все остальные компоненты.В такой конфигурации системы, даже если солнечная тепловая система и тепловой насос не имеют прямого контакта, через общий накопительный бак они взаимодействуют друг с другом. Это взаимодействие дает положительные эффекты, потому что солнечная тепловая часть и тепловой насос дополняют друг друга. Это делает работу всей системы отопления очень надежной. Параллельная система SAHP может обеспечивать все тепловые нагрузки, и нет необходимости устанавливать и использовать какое-либо другое нагревательное устройство, дополнительную горелку или бойлер.Это очень удобно для пользователя. Однако из-за того, что тепловой насос и солнечные коллекторы передают тепло одному и тому же накопителю, иногда работа одной части системы, обычно теплового насоса, ограничивает работу другой, то есть солнечных коллекторов. Например, зимой в высокоширотных странах очень редко температура рабочей жидкости солнечных коллекторов превышает температуру теплоносителя, отбирающего тепло из конденсатора теплового насоса.Как следствие, тепловой насос работает большую часть времени и ограничивает использование солнечной энергии. Кроме того, иногда установщики (через систему автоматического управления) устанавливают слишком высокий предел для циркуляции температуры рабочей жидкости солнечных коллекторов. Если это значение слишком велико (например, выше 40 ° C), рабочая жидкость не циркулирует и не передает тепло в накопительный бак зимой и в пасмурные дни, что значительно ограничивает работу солнечной тепловой части системы.

На рисунке 10 представлена ​​схема современной параллельной системы SAHP, а на рисунке на рисунке 11 представлены основные компоненты системы во внутренней «котельной» (тепловой насос в середине, комбинированный буферный накопитель справа). Эта система действует недавно. На фиг. 10 символы T с номерами в индексах представляют основные датчики температуры, связанные с системой управления. Эта система состоит из следующих основных компонентов: солнечные коллекторы – плоская пластина с антифризной смесью в качестве рабочего тела; грунтовый тепловой насос с П-образными вертикальными теплообменниками и смесью антифриза в качестве рабочего тела; комбинированное буферное хранилище с водой в качестве накопителя; накопительный бак для ГВС с пиковым электронагревателем.В доме установлен низкотемпературный контур теплого пола. Комбинированное буферное хранилище состоит из большого резервуара и маленького внутри большого. Контур солнечного коллектора замкнут, и тепло передается через теплообменник в большой накопительный бак. Большой бак также питается от геотермального теплового насоса. Маленький резервуар внутри большого используется как буфер для ГВС. Внизу есть вход для холодной воды, а вверху – выход для теплой воды. Выход соединен с водонагревателем ГВС, который также может подаваться напрямую от теплового насоса, и при необходимости может быть включен электрический нагреватель.Отопление здания осуществляется за счет тепла, хранящегося в большом резервуаре комбинированного буферного накопителя. Ссылаясь на уравнение [12], записанное для усредненной температуры хранения T s , энергетический баланс комбинированного буферного накопителя в нестационарном состоянии рассматриваемой системы можно записать следующим образом:

Рисунок 10. Пример параллельная система SAHP, работающая с 2010 года.

Рисунок 11. Компоненты параллельной системы SAHP, показанные на Рисунок 10 .

[19] (Vcρ) dTsdt = Qu (t) + QhpBS (t) −Qloss (t) −QhDHWBS (t) −Qh (t)

В уравнении [19] имеется тепло Q hpBS подается тепловым насосом в комбинированный буферный накопитель. Это может быть общее тепло, обеспечиваемое тепловым насосом, Q л.с.BS = Q л.с. , или только часть Q л.с.BS = xQ л.с. количество тепла Q л.с.ГВС = (1 – x ) Q л.с. , подаваемое тепловым насосом в накопительный бак ГВС.В определенный момент времени также может производиться отбор некоторого количества воды, нагретой из небольшого резервуара для подпитки резервуара ГВС, Q hDHWBS = mC ( T DHWBS – T в ) . Таким образом, энергетический баланс водонагревателя ГВС можно записать следующим образом:

[20] (Vcρ) dTDHWdt = QhDHWBS (t) + (Qhp (t) −QhpBS (t)) + QauxE (t) −Qloss (t) −QhDHW (t)

Нет входа холодной воды в накопитель горячей воды, а есть только выход для прямого использования.Некоторое количество холодной воды подается на трехходовой клапан из водонагревателя, чтобы защитить пользователя от слишком высокой температуры воды из системы ГВС.

Параллельная система SAHP, представленная в Рис. 10 поставляет тепло для отопления здания и для системы ГВС. Работа системы основана на солнечных коллекторах и наземном тепловом насосе, которые подают тепло в один или оба резервуара. Основные режимы работы рассматриваемой системы в общих чертах можно описать следующим образом:

Только солнечное отопление: накопительные баки: комбинированные буферные и накопительные ГВС питаются от солнечных коллекторов; тепловой насос выключен, и дополнительная энергия не используется.

Солнечное отопление и пиковый дополнительный нагрев для ГВС: накопительные баки поставляются только солнечными коллекторами; тепловой насос выключен, при пиковой нагрузке (или для защиты от бактерий Legionella ) включен дополнительный электрический нагреватель; В зависимости от тепловых условий и условий окружающей среды полезное тепло Q u от солнечных коллекторов может передаваться в накопительные баки.

Солнечное отопление и обогрев тепловым насосом параллельно: если температура накопленного или накопленного тепла слишком низкая для удовлетворения общей тепловой нагрузки, для ГВС и отопления помещений тепловой насос включается и подает тепло одному или два резервуара для хранения; полезная солнечная энергия может быть собрана и сохранена в комбинированном накопительном баке, если это возможно.

Отопление только с помощью теплового насоса: когда разница температур между выходом контура солнечных коллекторов и накопителем (в заданной точке) ниже предельного значения, солнечные коллекторы не работают, и тепло насос обеспечивает все потребности в отоплении и питает один или два резервуара.

Отопление с помощью теплового насоса и дополнительного нагрева: когда нет доступной солнечной энергии и тепловой насос не может обеспечить все тепло для ГВС, дополнительный электрический нагреватель включен в пиковое время.

COP рассматриваемой системы, которая применяется для отопления помещений и ГВС, можно в общем виде выразить следующим образом:

[21] COP = QheattotalWtotal = Qhd + Qhpcon + QauxDHWW + WpumpSd + Wheat + Whp + WDHW + WauxDHW

Приведенное выше уравнение написано с предположением, что общая потребность в тепле обеспечивается рассматриваемой системой. Использование электрического нагревателя ( W auxDHW ) включено в общий объем работ, необходимых для выполнения всех требований по обогреву; однако электронагреватель используется только для приготовления горячей воды.В общем объеме работ Вт ГВС также требуются работы для привода циркуляционного контура и насосов в системе ГВС. Конечно, за эффективную работу системы отвечает автоматическая система управления [34].

В некоторых параллельных системах SAHP возможно, что тепловой насос может подавать тепло непосредственно в систему отопления (обычно в накопительный бак, как в системе, представленной в рис. 10 ), в зависимости от потребности в тепле и уровня температуры рабочая жидкость.Автоматическое управление рассматриваемой системой может быть организовано по-разному и приоритеты могут быть отданы разным источникам тепла. Солнечные коллекторы и тепловой насос не соединены друг с другом. Они могут работать по-разному, то есть каждый из них в разное время, но они также могут работать вместе, одновременно обеспечивая тепло. Основная идея параллельной работы состоит в том, чтобы использовать два источника тепла: солнечный для солнечных коллекторов и другой (не солнечный) для теплового насоса параллельно.Однако, как было представлено, существует взаимодействие между операциями основных компонентов системы, даже если они не связаны друг с другом. Возможно, такие системы можно было бы назвать гибкими параллельными системами SAHP. Современные системы управления, основанные на микропроцессорных технологиях, позволяют применять различные стратегии работы для различных приложений и требований к теплу.

Шкафы коллекторные (для теплых полов)

Создание комфортной и уютной атмосферы в квартире или доме часто ассоциируется с устройством теплого пола.Часто его используют как альтернативную систему отопления и в любом случае значительно повышают энергоэффективность помещения.

Самой популярной и экономически выгодной технологией отопления считается установка теплых полов на базе систем центрального или автономного отопления. В отличие от электрических аналогов, такие альтернативные системы отопления характеризуются наличием достаточно выступающей и большой коллекторной группы, которая может несколько испортить впечатление от отделки помещения.Оптимальным с точки зрения приемлемой стоимости и эстетики является использование компактного и практичного коллекторного шкафа, который вы можете заказать по доступным ценам в нашей компании Галиндустрия.

Конструкции данного типа отличаются лаконичным дизайном, оптимизированными габаритами, достаточным внутренним объемом для размещения не только коллекторной группы, но и дополнительных устройств для регулировки параметров системы отопления. К тому же они практически незаметны в интерьере и удобны в использовании.

Основное назначение коллекторного шкафа – разместить аппаратуру для подключения системы теплого пола и обеспечить дополнительную защиту коллекторной группы.Классические шкафы для коллектора теплого пола состоят из прочного и устойчивого к температурным и механическим воздействиям корпуса из листовой стали, окрашенной в универсальный белый цвет, системы кронштейнов и лицевой панели – двери.

Преимущества использования коллекторного шкафа:

  • Комфортность доступа к системам регулирования параметров отопления;
  • Дополнительная защита узловых соединений от внешних факторов воздействия;
  • Безопасность жильцов дома или квартиры;
  • Простая установка;
  • Эстетика.

Цена коллекторного шкафа для теплого пола зависит от его габаритов, конфигурации и типа монтажа. Вы можете обращаться к нам не только по вопросам заказа готовой продукции или ее изготовления по индивидуальным требованиям, но и по любым вопросам, касающимся особенностей их использования.

Коллектор теплого пола: подключение

Водяной теплый пол получает все большее распространение в индивидуальных домах. Метод создает более равномерное распределение температуры в помещениях, что делает их более комфортными, а отопление – более экономичным на 10-15%.В многоэтажных домах этот способ запрещен для подключения к централизованным системам отопления и надземным этажам. Система теплого пола содержит:

  • коллектор теплого пола;
  • трубы;
  • арматура;
  • контрольно-измерительные приборы.

Мощность котла выбрана больше, чем система отопления. В домах с большой площадью требуется наличие дополнительных радиаторов отопления. Также следует учесть, что горячая вода может понадобиться для ванной и кухни.Все это должен обеспечивать один общий котел.

Устройство и работа теплого пола

Теплый водяной пол – одна из самых современных систем отопления. Температура теплоносителя не превышает 55 ° С. Если она выше, горячий пол создаст дискомфорт. Чтобы ступням было приятно прикасаться к полу, температура поверхности напольного материала не должна превышать 35 ° С. Температура теплоносителя, выходящего из котла, обычно выше. Поэтому перемешивание нагретой и охлажденной воды происходит в смесительном узле коллектора.Температура охлаждающей жидкости устанавливается термостатом.

Отопительные трубы проходят в толщину бетонной стяжки под финишным слоем. Автономная система теплого пола отвечает всем современным требованиям:

  • высокая производительность;
  • надежность;
  • прочность;
  • эконом.

Помещение разделено на участки примерно по 40 м 2 , с индивидуальными контурами не более 60 м и компенсационными швами по границам.Внутри каждого участка создан пол с водяным подогревом. Коллектор подключен к прямому и обратному патрубкам каждого контура, и через него протекает поток теплоносителя. Нагретая вода из бойлера распределяется по контурам, а остывшая через него обратно. Отопительные контуры имеют разную длину труб. При одних и тех же каналах через короткую трубу на входе и выходе будет проходить больше воды, чем через длинную. Соответственно и греться сайты будут по разному. В каждом контуре необходимо обеспечить заданный расход воды, чтобы происходило равномерное распределение тепла по системе.Показатель одинаковой температуры теплоносителя на обратке всех контуров. При этом тепло будет равномерно распространяться по полу дома.

Назначение и устройство резервуара

Коллектор теплого пола служит для равномерного распределения теплоносителя от котла в отапливаемое помещение и возврата к повторному нагреву по круговой циркуляции. С его помощью довести все подключенные контуры до заданной температуры, произвести подпитку и слив воды, а также удалить воздух из системы.Конструктивно коллектор выполнен в виде трубы-«гребешка» с патрубками для подключения контуров отопления. Они должны стараться делать все по одной длине.

Коллекторный шкаф

Когда теплая вода подается на пол дома, коллектор размещают в удобном месте, как можно ближе к центру системы отопления. Там тоже включаются трубы контуров с правым изгибом, а также подключаются подача и отвод теплоносителя. Для поворота гибкой трубки снизу оставляют пространство.Сверху собирается группа подающих и обратных коллекторов с регулирующими клапанами или клапанами. Место необходимо снять с обогревателей и поставить на стену. Лучше всего разместить оборудование в специальном шкафу. Его следует разместить над теплым полом, чтобы из труб было удобно удалять воздух. Вся система соединена компрессионными фитингами.

Простая версия коллекторной группы

Коллекторы простые с регулирующими клапанами и расходомерами на каждом контуре, а также запорной арматурой для подачи или отключения теплоносителя.Такая система хорошо подходит для частного дома, где нет значительных перепадов давления и температуры в трубопроводах. Можно собрать простейший коллектор теплого пола своими руками, что сэкономит деньги. Недостатком является зависимость от перепадов температуры и расхода теплоносителя котла, а также от внешних условий.

Коллекторы современной системы отопления

Полное подключение коллектора теплого пола обеспечивается следующим дополнительным оборудованием:

  • смесительный узел или трехходовой смеситель;
  • циркуляционный насос;
  • терморегуляторы и расходомеры в каждом контуре;
  • воздухоотводчик с ручным управлением.

Материал может быть пластиком или металлом. Коллектор теплого пола изготавливается из полипропилена, нержавеющей стали или латуни. Оснащен регулирующими клапанами, манометрами, термометрами, арматурой, клапанами. В специальном устройстве горячая и холодная вода смешиваются и закачиваются с заданной температурой в нагнетательный коллектор. Возврат соединен с котлом, замыкая систему циркуляции теплоносителя. Охлажденная вода возвращается на подогрев, после чего снова поступает в систему.Подающий коллектор всегда выше, чем обратный коллектор, и имеет вентиляционное отверстие.

Насосно-смесительный агрегат содержит трехходовой клапан, установленный на выходе из коллекторной системы. Он регулирует только поток горячей воды, а поток охлажденной воды остается постоянным. Давление теплоносителя на его выходе поддерживается с помощью насоса.

При достаточной циркуляции жидкости смеситель устанавливается без насоса.

Регулятор расхода

Для равномерного распределения охлаждающей жидкости установлены регуляторы расхода.В длинном нагревательном контуре необходимо подавать больше жидкости, чтобы теплопередача была везде одинаковой. Для этого сделайте стационарную регулировку расхода, чтобы тепло распределялось по помещениям равномерно. Точно так же можно создать неравномерную подачу тепла, если некоторые помещения особо не нуждаются в обогреве.

Регулятор расхода представляет собой клапан. Когда производится регулировка, ее баланс выставляется пропорционально длине трубы в соответствующем контуре. Регулятор представляет собой расходомер для коллектора теплого пола, потому что по отметке на шкале можно судить о количестве подаваемого теплоносителя.

Термостатические клапаны

Температуру в контурах можно поддерживать с помощью термостатических клапанов. На них поступает сигнал от датчика температуры воздуха или пола в помещении, после чего расход теплоносителя изменяется с помощью электротермического привода.

Термостатический клапан может быть с ручной регулировкой. Применяется при установке простого коллектора для водяного теплого пола в систему с постоянными параметрами.

Вывод

Коллектор теплого пола служит для равномерного распределения теплоносителя по трубам отопления с помощью смесительного узла и регуляторов расхода воды.

Для простого нагрева со стабильными параметрами подходят устройства с регулировкой с помощью клапанов. Для многоконтурных сложных систем отопления требуется современный полноценный терморегулятор.

План солнечного отопления для любого дома

Сократите счета за отопление дома с помощью этого захватывающего плана солнечного отопления для любого дома. Вы можете использовать воду, нагретую солнечными батареями, для обогрева вашего дома с помощью лучистого напольного отопления или обогревателей плинтуса, или вы можете использовать ее для предварительного нагрева воды, поступающей в водонагреватель.Если вы можете собрать колоду, вы сможете построить эту супер солнечную систему!

Пора воспользоваться преимуществами солнечного тепла, чтобы снизить вашу зависимость от ископаемого топлива и снизить счета за отопление. Эту простую, но эффективную систему можно использовать практически в любом доме. Поскольку солнечные коллекторы и резервуар для хранения тепла для системы встроены в небольшую новую пристройку, вам не нужно полностью переделывать свой дом для использования солнечного тепла. В солнечные дни (или даже частично солнечные) коллекторы нагревают накопительный бак.Когда дому требуется тепло, горячая вода из накопительного бака передается в дом по подземной трубе в систему лучистого теплого пола. (См. Иллюстрацию в галерее изображений.) Новое здание, в котором размещаются наши коллекционеры, представляет собой складское помещение, но вы можете использовать его как студию, театр или мастерскую.

• Коллекторы монтируются на уровне земли, где их легко построить и обслужить.

• Коллекторы можно ориентировать и наклонять для максимального сбора солнечной энергии.

• Коллекторы и здание могут иметь общую конструкцию таким образом, что материальные затраты и время на строительство сокращаются как для коллекторов, так и для навеса.

• Коллекторы хорошо смотрятся в комплекте с навесом (см. Фото, Галерея изображений).

• Вам не нужно искать в доме место для большого резервуара для хранения тепла.

• Круто наклоненные или вертикальные коллекторы, расположенные близко к земле, получают выгоду от света, отраженного от земли, особенно когда земля покрыта снегом. Вертикальные или почти вертикальные коллекторы менее подвержены перегреву летом.

Соображения

Есть много способов построить эту систему, но помните эти рекомендации по проектированию, чтобы ваша система работала хорошо:

• Коллекторы должны быть обращены в пределах 30 градусов от истинного юга и не должны быть затенены деревьями или строениями в течение трех часов до и после солнечного полудня.Обязательно внимательно проверьте наличие каких-либо препятствий, которые могут затенять коллекторы (см. «Обследование солнечной площадки» в разделе «Ресурсы» ниже).

• Чтобы минимизировать потери тепла из труб, по которым вода идет в дом, коллекторы должны располагаться как можно ближе к дому. Трубы должны быть хорошо изолированы, а траншея должна быть достаточно глубокой, чтобы трубы проходили ниже линии замерзания в вашем районе.

• Резервуар для тепловой воды должен быть хорошо изолирован. Для этого требуется тщательная изоляция и тщательная герметизация крышки резервуара.

Система, распределяющая тепло внутри дома, должна иметь возможность использовать воду с минимально возможной температурой. Вода с более низкой температурой для отопления позволит солнечным коллекторам работать более эффективно и собирать больше тепла. Мы добавили систему лучистого теплого пола, чтобы распределять солнечное тепло по всему дому. Этот сияющий пол может использовать воду с температурой до 85 градусов для нагрева пола.

Наша система разработана максимально простой. В нем используется конструкция, в которой вода стекает обратно из коллекторов в резервуар для хранения для защиты от замерзания.Поскольку здесь используется обычная вода, а система выбрасывается в атмосферу, нет необходимости в расширительных баках, предохранительных клапанах, вакуумных прерывателях, антифризах или теплообменниках. Водопровод коллекторного контура состоит из нескольких футов трубы и циркуляционного насоса – вот и все. Эта простота снижает стоимость и трудозатраты на сборку системы, а отсутствие теплообменников увеличивает эффективность.


Общий объем работы действительно складывается, поэтому не забудьте выделить достаточно времени – это не один проект выходного дня.Но это не ракетостроение. Если вы можете собрать колоду, вы можете построить и эту систему.

Проектирование системы

Сарай может быть практически любой конструкции. Мы выбрали модифицированную двускатную крышу, чтобы она соответствовала стилю нашего существующего гаража и обеспечила чердак с хорошим складским помещением. Единственное требование: у сарая должна быть южная стена или крутая южная крыша, доходящая до уровня земли, и чтобы она была достаточно большой, чтобы обеспечить желаемую площадь коллектора.

Чтобы упростить объединение коллекторов с южной стеной сарая, выберите ширину, высоту и расстояние между стойками южной стены в соответствии с коллекторами.Это может привести к немного нестандартным размерам. Лучше всего отталкиваться от размеров пластин поглотителя коллектора и панелей остекления и работать оттуда.

Мы выбрали ширину рамы отсека коллектора 48-1 / 4 дюйма, чтобы стандартные 48-дюймовые панели остекления можно было установить непосредственно на раму коллектора без резки. Четверть дюйма позволяет расширить панель остекления. (См. «Поперечное сечение коллектора» ниже.)

Пластины поглотителя – это сердце коллектора, и большая часть его производительности зависит от поглотителя.Изготовление пластин также довольно сложно и требует много времени, поскольку они состоят из ряда медных трубок, припаянных к медному листу. Медные трубки соединены коллекторами. Пластины абсорбера можно приобрести с выборочной отделкой, которая снижает потери тепла и делает их более эффективными. Мы решили купить предварительно изготовленные пластины поглотителя коллектора StarFire, а затем изготовить остальную часть рамы и покрытия коллектора из стандартных пиломатериалов и комплектующих для теплицы. Мы использовали двухстенное остекление из поликарбоната, которое немного более эффективно, чем одинарное остекление, и с ним легко работать (см. «Ресурсы» ниже).

Для того, чтобы коллекторы стекали обратно в резервуар при отключении насоса, коллекторы должны иметь уклон вниз к резервуару. Для этого необходимо, чтобы вся группа коллекторов имела уклон к одному концу с уклоном не менее одной восьмой дюйма на фут. Сантехника также должна быть наклонной, и ни одна линия не должна быть меньше трех четвертей дюйма в диаметре. Мы использовали медную трубку диаметром 1 дюйм.

Построй сарай и коллектор

Южная стена нашего сарая представляет собой обычную конструкцию стоек размером 2х6 с обшивкой из фанеры толщиной в полдюйма.С южной стороны сайдинга нет, а обшивка также служит задней стенкой коллектора. Каркас коллектора выкладывается прямо над обшивкой южной стены. Лучше всего выложить полную раму коллектора на плоской поверхности, чтобы вы могли убедиться, что все подходит, и вырежьте вместе выемки в раме для коллекторов абсорбера и горизонтальных опор остекления. При вырезании опорных пазов коллектора в раме обязательно учитывайте тот факт, что коллекторы абсорбера должны иметь наклон, а самый нижний угол панелей абсорбера должен быть на несколько дюймов выше уровня воды в резервуаре для слива.

Установить раму коллектора на обшивку южной стены. Используйте стопорные болты с головками в расточенных отверстиях, чтобы они находились заподлицо с передней частью рамы. Закупорите все внешние края, чтобы предотвратить утечку воздуха. Передняя поверхность рамы – это поверхность, на которой будут установлены панели остекления, поэтому убедитесь, что она гладкая.

Установите изоляцию из полиизоцианурата в каждый отсек коллектора. Прибейте его к обшивке крупными гвоздями. Не используйте внутри коллектора пенополистирольный утеплитель – он расплавится.

Просверлите полудюймовые дренажные отверстия в нижней панели каждого отсека коллектора, чтобы могла вытечь вся вода, которая может попасть внутрь.

Обрежьте концы труб коллектора абсорбера так, чтобы они соответствовали друг другу при установке в раму, затем поместите пластины абсорбера в выемки в раме. Мы спаяли коллекторы вместе с помощью обычных медных паяных муфт.

Подающая линия от насоса резервуара прикреплена к нижнему коллектору на нижнем конце. Возвратный трубопровод прикреплен к верхнему коллектору на верхнем конце.Остальные открытые концы каждого коллектора закрыты крышками. Проверить коллектор на герметичность.

Мы включили вентиляционные отверстия в каждый отсек коллектора, чтобы снизить вероятность перегрева коллектора, когда через него не течет вода. Вентиляционные отверстия состоят из высоких и низких отверстий в задней стенке каждого отсека коллектора. Воздух из навеса попадает в нижнее отверстие, проходит через коллектор и выходит через верхнее отверстие. Этот поток воздуха обеспечивает охлаждение коллектора. В верхних отверстиях есть дверцы для контроля воздушного потока. (Аналогичную концепцию дизайна см. В выпуске за декабрь 2006 г. / январь 2007 г. – «Построение простого солнечного обогревателя». – МАТЬ.)

Установите горизонтальные опоры остекления в вырезанные ранее пазы. Они расположены сразу за панелями остекления, чтобы поддерживать их и предотвращать коробление. Мы использовали электрические металлические трубы (EMT) для опор.

Установить панели остекления. Мы использовали двухслойные остекленные панели из поликарбоната размером 4 на 12 футов и закрепили их вертикальными полосами размером 1 на 2 дюйма, прикрученными к раме коллектора.Эти планки для крышек вырваны из композитных досок настила, которые, вероятно, прослужат дольше, чем обычные деревянные планки. Мы использовали винты из нержавеющей стали, чтобы предотвратить появление пятен ржавчины. Между панелями остекления и рамой коллектора не использовались герметик или лента для остекления – они работали нормально, без протечек – и это значительно упрощает снятие панелей остекления.

Резервуар для хранения

Резервуар достаточно большой, чтобы вмещать собранное количество солнечного света примерно за один солнечный день. В солнечный день резервуар может хранить достаточно энергии, чтобы обогревать дом в течение ночи и часть следующего дня, если будет облачно.Общее практическое правило – иметь от 1 1/2 до 2 галлонов воды на квадратный фут коллектора.

Ватерлиния резервуара должна быть на несколько дюймов ниже нижнего коллектора коллекторов, чтобы коллекторы могли полностью стекать обратно в резервуар. В нашем случае резервуар высотой 3 фута погружен в землю примерно на 2 фута, так что коллекторы могут быть установлены чуть выше фута над нижней частью южной стены.

Мы решили построить резервуар с фанерными стенками, облицованными резиновой мембраной (облицовка пруда) из этилен-пропилен-диенового мономера (EPDM).Дно и стенки резервуара изготовлены из внешней фанеры толщиной три четверти дюйма. Фанера поддерживается рамой 2 на 4 вокруг основания стен и второй рамой 2 на 4 вокруг верхней части стен. В центре длинных стен используется один вертикальный элемент жесткости 2 на 4. Вертикальные скосы размером 2 на 3 используются в каждом углу резервуара, чтобы связать между собой торцевые и боковые стенки. Металлическая стяжка проходит через верхнюю часть резервуара посередине длинных стенок и связывает верхнюю часть длинных стенок вместе.Эта натяжная стяжка необходима для предотвращения разрушения длинных стенок резервуара из-за внешнего давления воды.

Конструкция резервуара важна; он будет вмещать около 4000 фунтов воды! Все стыки следует тщательно проклеить и скрутить. Резервуар должен стоять на ровной и твердой поверхности. Мы поместили резервуар на примерно 3 дюйма промытого гравия, который был выровнен и утрамбован.

Когда фанерная оболочка резервуара будет готова, отрежьте кусок материала для облицовки водоема EPDM, достаточно большой, чтобы покрыть весь резервуар без швов.Положите лайнер на верхнюю часть резервуара и осторожно втяните его в резервуар. После того, как лайнер коснется дна резервуара, снимите обувь и приступайте к работе изнутри резервуара. Продолжайте вбивать лайнер в резервуар, пока он не упрется в стенки. Сложите весь лишний материал в каждом углу в одну аккуратную складку. Затем прикрепите подкладку к верхней раме силиконовым герметиком, удерживаемым на месте несколькими скобами, и обрежьте излишки.

Крышка бака сделана из двух слоев жесткого пенопласта толщиной 2 дюйма, приклеенных к жесткому картону.Дно покрыто слоем EPDM. Крышка должна быть плотно прижата к резервуару, чтобы водяной пар не выходил – мы использовали стяжные винты.

Обязательно устанавливайте насос и контроллер в местах, защищенных от низких температур. Мы сделали это, разместив оба в отсеке рядом с резервуаром для хранения, при этом большая часть изоляции огибает его снаружи, чтобы отсек оставался теплым за счет тепла от резервуара.

Большинство труб, входящих в резервуар, проходят через верхний край, а затем опускаются в резервуар.Это исключает проникновение футеровки из EPDM и снижает вероятность утечек. Исключением является впускной патрубок насоса, который проникает сквозь стенку резервуара. Это необходимо, потому что насос должен быть установлен ниже ватерлинии бака, чтобы сохранить его заливку. Для соединения через облицовку резервуара используйте качественную переборку.

Желоб для теплопередачи

Траншея для перекачивающих труб должна выходить ниже линии замерзания, поэтому изоляция трубы очень важна.Для нашей 120-футовой трубы около 3 процентов тепловой энергии воды теряется на пути туда и обратно. Для линий подачи и возврата мы использовали трубу из хлорированного поливинилхлорида (ХПВХ) диаметром три четверти дюйма. Труба PEX, вероятно, также подойдет.

Мы сделали изоляцию для труб, разрезав полосы шириной 8 дюймов из изоляционной плиты из экструдированного полистирола (розового цвета) толщиной 2 дюйма. На каждой полосе вырезаются две канавки диаметром три четверти дюйма, чтобы в них можно было вставлять трубы. Одна 8-дюймовая полоса проходит под трубами.Сверху на трубы укладывается еще одна полоска. Полосы склеены пенополиуретановым утеплителем из баллончика. Полоски можно утяжелить или связать, пока пена не затвердеет.

Распределение солнечного тепла

Мы решили модернизировать наши полы, чтобы включить в них водяное излучающее тепло. Солнечное отопление и лучистые полы составляют эффективное сочетание, к тому же нам не нравились наши старые полы. Мы сделали это, удалив существующий чистовой пол и установив проставки из фанеры толщиной три четверти дюйма с прорезями между распорками для труб из PEX.Алюминиевые пластины теплоотвода использовались для повышения эффективности и устранения горячих точек непосредственно над PEX-Aluminium-PEX. Это тип трубок PEX, в которых между двумя слоями PEX помещен слой алюминия. Преимущество заключается в том, что при нагревании он расширяется намного меньше, чем стандартный PEX, поэтому шумы от пола менее вероятны. Его также проще установить, поскольку он сохраняет форму при изгибе. После установки PEX мы покрыли полы ламинатом.

В качестве приблизительного ориентира, трех петель примерно по 250 футов каждая (всего 750 футов) было достаточно для распределения тепла от солнечных коллекторов площадью 240 квадратных футов.

Все контуры теплого пола начинаются и заканчиваются в одной точке. Один конец каждой петли подсоединен к подающему коллектору; другой конец – к обратному коллектору. Вода из резервуара для хранения закачивается в подающий коллектор, затем выходит через петли пола и обратно в обратный коллектор, где по трубе она возвращается в резервуар для хранения. Если вода из резервуара для хранения слишком горячая, чтобы идти прямо на пол, смесительный клапан, установленный в линии подачи, смешивает воду, возвращающуюся из контуров пола, с водой подачи, чтобы снизить температуру до уровня, безопасного для пола.Мы использовали коммерческий набор коллекторов подачи и возврата, который включал в себя всю арматуру, вентиляционные отверстия, клапаны и датчики температуры.

Автоматика

Элементы управления системой просты и обеспечивают эффективное управление системой. Стандартный дифференциальный контроллер Goldline используется для управления насосом, который перекачивает воду в коллекторы. Он определяет, когда коллектор горячее, чем вода в баке, и включает насос.

В первый месяц мы только что отметили, когда температура в баке была выше 90 градусов, и вручную подключили насос для циркуляции горячей воды по полам.Когда бак опустился ниже 90 градусов, мы отключили насос. Это на удивление эффективно и дает вам хорошее представление о том, как работает система.

С тех пор я установил два электронных термостата. Первый включается, когда температура в баке выше 90 градусов, а второй включается, когда температура в помещении опускается ниже 70 градусов. Эти два термостата подключены последовательно, так что насос включается только тогда, когда в резервуаре жарко, а в доме холодно. И, поскольку оба термостата работают от 120 вольт переменного тока, нет необходимости в низковольтной проводке управления или реле.

Система управления настроена на использование тепла, как только накопительный бак нагревается достаточно для подачи полезного тепла. Использование тепла, как только резервуар достигает 90 градусов, вместо того, чтобы ждать, пока резервуар нагреется, повышает эффективность коллекторов, а также снижает потери во всей системе. Например, в день с температурой 35 градусов и полным солнцем коллекторы будут работать с КПД примерно 59 процентов, если температура воды в резервуаре составляет 90 градусов, по сравнению с эффективностью 42 процента, если температура резервуара составляет 150 градусов.(Щелкните здесь, чтобы просмотреть схему управления солнечным навесом в формате PDF.)

Рабочие характеристики

Вот данные о производительности за два дня выборки с прошлой зимы.

, 12 января 2007 г .: очень холодный солнечный день. В 10 часов утра, когда коллектор начал собирать тепло, температура на улице была 20 градусов ниже нуля! Коллектор прогревал воду в накопительном баке с утренней низкой температуры 85 градусов до 125 градусов днем. Эта тепловая энергия, хранящаяся в воде, эквивалентна 2 галлонам пропана, сжигаемым в печи с типичным (85%) КПД.

27 января 2007 г .: Типичный солнечный зимний день с максимумом 30 градусов. Танк прогрелся с утреннего минимума в 85 градусов до дневного максимума в 132 градуса. Это эквивалент энергии 2 1/2 галлона пропана, сжигаемого в обычной печи.

Стоимость и доход от солнечной энергии

Стоимость компонентов солнечной системы составила около 4200 долларов. Это включает налоговые льготы Монтаны и скидку на сайдинг, который потребовался бы для сарая, если бы сборщики не покрыли южную стену.По моим оценкам, эта система сократит использование пропана примерно на 340 галлонов в год, что в настоящее время стоит около 740 долларов в нашем районе. Простой срок окупаемости составляет около 5 1/2 лет (по цене на пропан 2007 г.). Вы можете найти PDF-файл с полным анализом затрат здесь.

Другие возможности использования солнечной энергии

В проект может быть включен солнечный нагрев воды для бытовых нужд. За счет предварительного нагрева воды, когда полная мощность коллектора не требуется для обогрева помещения, система принесет большую прибыль.

Вы можете использовать часть тепла коллектора для обогрева вашего нового здания коллектора. Вы можете использовать схему вентиляции, описанную выше, для обеспечения обогрева. Используя часть мощности коллектора для отопления нового здания, в дом собирается несколько меньше тепла. Но коллектор будет работать более эффективно, если воздух будет проходить через вентиляционную систему. Если вы решите сделать это, убедитесь, что новое здание хорошо утеплено и герметично.


Ресурсы солнечного отопления

Веб-сайт Гэри Рейсы

Исследование участка солнечной энергии (для проверки затенения)

Пластины абсорбера коллектора

Дифференциальный контроллер Goldline GL30

Электронные термостаты
Johnson Controls A419
(доступны из разных источников)

Остекление из поликарбоната с двойными стенками
(также можно приобрести в других торговых точках теплицы)

Коллекторный насос и циркуляционный насос
Taco Hydronic Systems
Grundfos


Извлеченные уроки: вы можете построить свою солнечную систему еще лучше!

Хотя проект оказался успешным, и мы вполне удовлетворены его работой, всегда есть возможности для улучшения.Вот некоторые вещи, которые мы бы сделали иначе:

Используйте вертикальные панели коллектора (а не наклоненные под углом 70 градусов). Это могло бы:
• Собрать примерно такое же количество энергии.
• Меньше вероятность перегрева летом.
• Собирайте меньше снега во время метели.
• Легче построить и легче полностью интегрировать коллектор в стену.
• Включите небольшой выступ с желобом над коллекторами. Это затеняет верх коллекторов летом, а желоб предотвращает попадание талого снега на остекление коллектора.
• Сделайте рамы коллектора из 2х6 вместо 2х4, что даст больше места для изоляции позади пластин поглотителя и немного больше места между остеклением и пластинами поглотителя.
• Полностью интегрируйте коллектор в стену сарая, чтобы каркас коллектора был таким же, как и каркас стены. Это можно сделать с помощью шпилек 2 на 6 на расстоянии 4 фута – возможно, с более тяжелыми верхним и нижним порогами – в зависимости от размера сарая. На внутреннюю поверхность стоек можно наносить комбинированную обшивку и заднюю часть коллектора.Это позволит сэкономить дополнительные деньги, материалы и труд.
• Включите слой полиизоциануратной изоляции внутри фанерных стенок резервуара для хранения. Это лучшее место для установки теплоизоляции, так как здесь нет ни каркаса резервуара, ни теплоизоляции, ни теплового моста. Танк можно было сделать немного выше, чтобы компенсировать потерянный объем.
• Сократите потери при передаче тепла в дом, построив навес для солнечных батарей ближе к дому и / или еще лучше изолировав подземные трубы.
• Соедините коллекторные коллекторы вместе с помощью штуцеров или высокотемпературного силиконового шланга вместо паяных муфт.


Гэри Рейса увлечен солнечным отоплением. Он борется со Стариком Зимой с помощью солнечного тепла с тех пор, как переехал в Монтану. Если у вас есть комментарии или вопросы по этому проекту, оставьте их в разделе комментариев ниже или напишите автору по адресу [email protected]


Покажите свою солнечную батарею

Мы всегда ищем фотографии привлекательных домов на солнечных батареях, чтобы их можно было профилировать или разместить на обложке Mother Earth News .Если у вас есть фотографии, которыми вы хотите поделиться с нами, разместите их в Интернете на сайте MotherEarthNews.com.


Первоначально опубликовано: декабрь 2007 г. / январь 2008 г.

Вода, нагреваемая солнечными батареями, с лучистым напольным отоплением

Оле Соренсен, 16.03.2006

Набор солнечных вакуумных трубчатых коллекторов, показывающий, как они подключаются к коллектору наверху.

Представьте, что ваша солнечная система горячего водоснабжения обогревает вашу кухню, воду для стирки и ванны, а также обогревает ваш дом.Холодным зимним утром вы могли бы с комфортом скатиться с постели на прикосновении к теплому полу и погреться в лучах вчерашнего солнца, принимая душ. У вас также будет душевное спокойствие, зная, что, хотя ваша система лучистого теплого пола обеспечивает вам здоровье и комфорт, она также является вкладом в более здоровую планету.

Гидравлическое лучистое отопление для пола – прекрасный способ обогреть ваш дом, потому что оно энергоэффективно, бесшумно, очень комфортно, невидимо в жилом пространстве и безопасно для людей, чувствительных к аллергии, поскольку защищает от сквозняков, которые приносят пыль.Системы теплого пола позволяют равномерно обогревать все помещения, а не только в определенных местах, как с принудительной подачей воздуха. Комната нагревается от пола, сначала согревая ноги и тело. Такие компоненты, как резервуары, насосы, котлы и системы управления, имеют долгий срок службы, а на трубную продукцию предоставляется гарантия 25 лет и более.

Системы лучистого теплого пола могут быть воздушными, электрическими или водяными. Основное внимание здесь уделяется системам водяных излучающих полов, которые являются наиболее эффективными и широко используются в Европе на протяжении десятилетий.Сегодня 50 процентов новых систем отопления – это теплые полы. Вот как это работает: нагретая вода из бойлера перекачивается по трубам из полиэтилена (тип прочного нетоксичного пластика), проложенным по схеме под полом. Трубки также могут быть встроены в бетонную фундаментную плиту, легкую бетонную плиту поверх чернового пола или поверх ранее залитой плиты. Можно использовать самые разные напольные покрытия, такие как плитка, дерево, бетон или ламинат.

Гидравлическая система лучистого теплого пола может работать на ископаемом топливе, но она очень эффективна, поскольку считается низкотемпературной системой отопления.Типичная система водоснабжения с солнечным обогревом начинается с солнечного коллектора, который поглощает солнечное излучение и преобразует его в энергию, которая используется для нагрева воды. Накопленная нагретая вода затем применяется для дополнения нагрева воды для дома и воды, используемой в системе теплого пола.

Последние разработки в солнечной технологии обеспечивают еще большую энергоэффективность. Базовый плоский коллектор – это наиболее часто используемый тип солнечного коллектора, но новая технология, называемая солнечными эвакуированными трубками с тепловыми трубками, обеспечивает улучшенную производительность на 200-400 процентов.Базовый плоский коллектор представляет собой плоскую коробку с пластинами-поглотителями – именно там поглощается солнечное излучение – с трубами, заполненными водой, проходящими через них. Этот тип коллектора имеет тенденцию терять тепло через стекло. С другой стороны, в солнечных вакуумных трубках также используется пластина-поглотитель, но вместо протекающей через нее воды используется специальная герметичная трубка. Вакуум исключает потери тепла. Солнечные вакуумные трубки расположены в ряд, который соединен с медным стержнем (коллектором) тепловой трубкой.Труба нагревает воду, проходящую через коллектор, и вода циркулирует в резервуар для хранения.

Солнечные вакуумные трубки доступны в массивах по 30 или более и хорошо работают как при прямом, так и при непрямом солнечном свете, что делает их полезными в районах с холодной, облачной зимой, обеспечивая при этом более высокие температуры и более высокую эффективность, чем плоские коллекторы.

Трубки можно отрегулировать для оптимальной ориентации для максимального поглощения солнечного излучения. Поскольку каждая солнечная трубка представляет собой независимый коллектор с собственным механизмом теплопередачи, каждую из них можно индивидуально ориентировать, чтобы оптимизировать приток тепла.А поскольку трубки легкие и никогда не горячие на ощупь, установка и обслуживание просты. Концепция прямого потока позволяет установку горизонтально, вертикально или под любым требуемым углом, обеспечивая архитектурную и эстетическую свободу. Так что, если вы не можете поставить его на крышу, вы можете повесить его на внешней стене.

При рассмотрении возобновляемых источников энергии, обогрев вашего дома водой с солнечным подогревом и водяным водяным теплом пола является одним из наиболее экономически осуществимых вариантов.При сроке службы системы значительно выше 30 лет и сроке окупаемости всего 7 лет для систем горячего водоснабжения и 12 лет для домашних систем отопления, солнечная энергия является здоровым решением, которое будет приносить плоды на многие годы вперед. Совокупные налоговые льготы Северной Каролины и федерального бюджета для установок возобновляемой энергии по состоянию на 2006 год составят до 55 процентов стоимости проекта. Мы настоятельно рекомендуем изучить конкретные правила, применимые к различным налоговым льготам (www.ncsc.ncsu.edu – хорошее место для начала).

Когда вы решите сократить использование ископаемого топлива за счет установки солнечной системы горячего водоснабжения (ГВС) для нагрева воды для бытового потребления, считайте свой вклад достойным. В Соединенных Штатах установлено более 300 000 системных блоков SHW (не включая бассейны), и их количество продолжает расти. Фактически, в отчете за июнь 2004 года описывается установка системы Thermomax SHW, состоящей из 360 солнечных коллекторов с вакуумными трубками и тепловыми трубками, в верхней части контура циркуляции горячей воды в Срединно-Атлантическом центре Управления социального обеспечения в Филадельфии.А в период с 1996 по 2004 год потребительская база компании Hawaiian Electric Company установила более 25 000 систем ТБО. Таким образом, они эффективно снизили потребность в коммунальных услугах в общей сложности на 12,7 мегаватт: этого достаточно для питания примерно 18 000 типичных домов в США.

Вам может понравится

Добавить комментарий

Ваш адрес email не будет опубликован. Обязательные поля помечены *