Солнечное отопление частного дома своими руками

80 022
геоколлекторная система на крыше дома

    Содержимое:
  1. Можно ли обогреть дом солнцем
  2. Виды отопления от солнца

  3. Как сделать солнечный обогрев в своем доме


Гелиосистемы экономически выгодны. Даже с учетом высокой стоимости, первоначальные затраты, при всесезонном применении окупятся за 2-3 года. Системы солнечного отопления частных домов не предназначены для автономной работы. Коллекторы компенсируют только часть необходимого для обогрева тепла, позволяя сэкономить за отопительный сезон до 300 м³ газа и до 4 м³ дров. Если использовать энергию Солнца только для отопления, окупаемость составит 6-7 лет.

У альтернативного отопления частного загородного дома существуют свои недостатки и преимущества. Перед покупкой и подключением требуется изготовление грамотного проекта и проведение теплотехнических расчетов.

Можно ли обогреть дом солнцем


схема работы системы с гелиопанелями
Несмотря на передовые технологии и инновации, до сих пор полноценное отопление гелиосистемами не представляется возможным. Причина проста. Солнце светит только днем. Ночью солнечное излучение отсутствует. Соответственно солнечные коллекторы для отопления будут работать исключительно в светлое время суток. Хотя в пасмурную погоду гелиопанели продолжат работать, теплоотдача существенно уменьшится.

На теплоэффективность во многом влияет интенсивность ультрафиолетового излучения. В районах крайнего севера мощность и теплоотдача солнечного коллектора будет меньшей, чем в регионах с умеренным климатом.

Отопление на солнечных батареях используется исключительно как дополнительный источник тепла. Принцип работы коллектора основан на преобразовании ультрафиолетового излучения в тепловую энергию.

Получаемое тепло направляется в аккумулирующий бак, буферную емкость, установленную внутри здания. В воздушных системах жидкостный теплоноситель отсутствует. В помещение, при помощи вентиляторов нагнетаются разогретые воздушные массы.

Если учесть, что эффективность гелиоколлекторов зимой существенно снижается, автономное отопление дома требует правильных расчетов. Специалисты рекомендуют на этапе планирования установить в здание источник тепла на традиционных энергоносителях (газ, дрова, пеллеты, уголь, дизтопливо, электричество), способный удовлетворить потребность здания в обогреве и ГВС на 100%. Гелиосистема будет использовать солнечную энергию и частично компенсировать затраты с разной эффективностью, в зависимости от месяца года.

карта России по интенсивности солнечного излучения


Чтобы определить стоит ли устанавливать альтернативное отопление частного дома, стоит обратить внимание на существующие преимущества и недостатки солнечных коллекторов. При составлении таблицы плюсов и минусов, нужно учитывать реальные отзывы о гелиосистемах оставленные пользователями:
  • Недостатки — главным минусом остается высокая стоимость (стоит отметить, что с появлением коллекторов российского производства, солнечные системы отопления стали экономически доступнее). Существует еще несколько минусов:
    1. сезонность — солнечные коллекторы с вакуумными термотрубками эффективны до температуры окружающей среды –50°С. Вакуумный гелиоколлекторы продолжат работать до тех пор, пока антифриз в теплообменнике не замерзнет. Солнечные панельные коллекторы работают при температуре до –25°С.
    2. зависимость от электричества — всесезонные системы работают с принудительной циркуляцией теплоносителя. При отключении напряжения теплоноситель может закипеть.
    3. долгая окупаемость — в случае отопления, работа коллектора большую часть осуществляется при отрицательных температурах. Теплоэффективность гелиосистемы снижается. Время окупаемости увеличивается до 6-7 лет.


  • Преимущества — рекордно низкие температуры в средних широтах редки. На весь отопительный сезон приходится не более недельного периода, когда коллекторы перестают работать. При правильном подборе оборудования и расчетах удастся подобрать готовое решение, способное по максимуму компенсировать потребности жилого здания в тепле. Для средних широт компенсация энергозатрат достигает 20-30%. Дополнительные плюсы:
    1. срок эксплуатации от 30 до 50 лет;
    2. присутствует антивандальная и противоградовая защита;
    3. гелиопанели выдерживают шквалы ветра.


Выше описаны общие преимущества и недостатки для любой системы отопления частного дома от солнечной энергии. У каждого типа гелиоколлекторов, воздушных и жидкостных, есть присущие им особенности, влияющие на окупаемость автономного обогрева.

Виды отопления от солнца


Существует несколько типов солнечных батарей. Главное отличие между гелиоколлекторами, используемый принцип работы. Типы солнечного отопления делятся на греющие воду или теплоноситель и нагревающие воздух.

Принцип работы влияет на теплоэффективность, особенности эксплуатации и подключения. Гелиопанели отличаются внутренним устройством, обвязкой, функциональными возможностями.

Отопление на водяных коллекторах


В основе работы лежит принудительная циркуляция теплоносителя. Отопление частного дома солнечными панелями происходит в следующем порядке:
  1. абсорбер аккумулирует тепло;
  2. полученная тепловая энергия нагревает теплоноситель, циркулирующий в трубопроводе от гелиоколлектора до теплообменника бака накопителя;
  3. змеевик внутри бойлера косвенного нагрева отдает тепло окружающей жидкости;
  4. происходит теплообмен, вода для бытовых нужд и отопления нагревается, остывший теплоноситель возвращается обратно к абсорберу.

В описанной схеме через буферную емкость закольцовано отопление и ГВС, и солнечный водонагреватель. Гелиоколлектор не сможет работать без накопительного бака. Для автоматизации отопления используется блок управления, регулирующий скорость циркуляции теплоносителя в зависимости от интенсивности нагрева.

Обогрев осуществляется гелиосистемами двух типов. Каждая отличается особенностями эксплуатации и техническими характеристиками:
  • Использование солнечных трубчатых коллекторов в системах отопления — оптимальный всесезонный вариант в условиях холодного климата, подходят для водяного радиаторного отопления и систем теплых полов, удовлетворения потребностей в ГВС. Теплопотери снижены за счет того, что теплопередающие элементы находятся в вакуумных трубках.
    Отопление дома солнечными вакуумными коллекторами зимой более эффективно, чем обогрев с использованием гелиопанелей. Внутри колбы коллектора, при условии отсутствия съема тепла, максимальная температура достигает 280-300°С, контролируемая модулем, предотвращающим закипание теплоносителя.


    вакуумная солнечная водогрейная установка на крыше

  • Отопление частного дома солнечными панелями — решение больше подходит для средних и южных широт. В этих регионах гелиопанели быстрее окупаются и отличаются большей теплоэффективностью. Принцип нагрева идентичен вакуумным коллекторам, только вместо колб в солнечных нагревателях для нагрева воды используется панель. Абсорбирующая поверхность прогревает соприкасающуюся с ней медную или алюминиевую пластину. Тепло передается циркулирующей жидкости. Интенсивность нагрева теплоносителя существенно ниже, чем у вакуумных гелиоколлекторов.
    При помощи теплоаккумулятора, солнечные панели подключают к низкотемпературным системам отопления загородных домов (тёплым полам). Средняя температура нагрева 40-60°С. Для радиаторного обогрева «незакипающие» солнечные системы не подходят.


    геопанели на черепичной крыше


Неотъемлемая часть гелиоколлекторов панельного и трубчатого типа — бойлер косвенного нагрева. Внутри емкости расположено два змеевика. Основной теплообменник подключен к котлу. Второй змеевик накопительного бака теплоаккумулятора предназначен для системы солнечного отопления.

В БКН или теплоаккумуляторе используется принцип косвенного нагрева. Основной источник нагрева воды, находящейся в буферной емкости, это отопительный котел. Гелиоколлекторы дополняют определенный запас тепла. При достижении заданной температуры в баке подача теплоносителя на нагрев прекращается.

Обогрев воздушными гелиосистемами


Принцип работы отличается тем, что в качестве теплоносителя используется горячий воздух. Внутреннее устройство воздушного коллектора во многом напоминает гелиосистемы панельного типа. Исключение составляет то, что абсорбер не соединяется с контуром отопления. Фактически, это обычный воздухонагреватель или конвектор. Воздух в помещение направляется посредством вентиляторов и гофрированных каналов.

Отопление в частном доме от воздушных коллекторов отличается быстрой окупаемостью и высокой теплоэффективностью. Единственный минус в том, что от системы воздухогрейного типа нельзя обеспечить потребности ГВС. Хотя существует несколько технических решений этого вопроса, но все они с низким КПД.


воздушный коллектор на установленный фасаде


Одна из современных разработок: дом с пассивным обогревом или «солнечная стена». Абсорбером в этом случае выступает наружная стена здания, защищенная от внешней среды стеклом. Стена в течение всего дня аккумулирует тепло и затем ночью отдает его в отапливаемые помещения. Смотрится такая гелиоустановка современно и отличается хорошей теплоотдачей.

Тепловое аккумулирование используется не только для обогрева, но и охлаждения помещений. В летнее время года за счет солнечных батарей вентиляторы работают в режиме кондиционирования.

Что эффективнее — воздушный коллектор или водяной


Все зависит от того, какие цели ставит перед собой владелец частного дома. Сравнение солнечных водонагревателей с воздухогрейными конвекторами покажет следующее:
  • Эффективность зимой — панельные и вакуумные гелиосистемы предназначены для нагрева воды ГВС и отопления. После наступления холодов теплоэффективность коллекторов падает.
    Панельные системы прекращают аккумуляцию тепла при –25°С. Трубчатые, хотя и с минимальной эффективностью, продолжают работать до –50°С.


    Воздушный коллектор в первую очередь предназначен для обогрева помещений. Зимой гелиосистема воздушного типа продолжает отапливать здание. Отсутствие жидкостного теплоносителя позволяет коллектору работать при любой температуре.


  • Стоимость — солнечные воздухогрейные гелиосистемы обходятся дешевле, установка не требует больших затрат и использования дополнительного дорогого оборудования. Трубчатые и панельные коллекторы стоят дорого. В обвязке используется накопительный бак, контроллер и другое дорогостоящее оборудование.

Эффективность солнечного воздушного отопления можно увидеть в том, что полная окупаемость наступает уже через 1-2 года эксплуатации. При этом коллекторы работают на отопление, кондиционирование и поддержание необходимого микроклимата в доме.

Как сделать солнечный обогрев в своем доме


Для начала следует учесть, что гелиосистема не устанавливается одна по себе. Для нормального обогрева здания потребуется ее одновременная работа с отопительным котлом.

Необходимо изначально установить основной источник тепла — котел, из расчёта 100% покрытия всех теплозатрат здания. Только после этого приступают к расчету коллекторов.

Расчет гелиосистемы


Теплоотдача у водогрейных вакуумных и панельных коллекторов, а также воздухонагревателей, использующих энергию солнца разная. Соответственно нет единой системы расчетов. Для удобства можно воспользоваться специальными онлайн калькуляторами.

Примеры самостоятельных расчетов:
  • Воздушные гелиосистемы — дадут 1,5 кВт тепловой энергии на каждый 1 м² поверхности коллектора. Дом на 100 м² будет полноценно отапливаться при помощи 4 воздухонагревателей, общей площадью 8 м².
  • Вакуумный трубчатый коллектор — 15 трубок дадут в общей сложности 4,8 кВт/час. Для комфортного проживания одного человека потребуется от 2-4 кВт/час тепла. Дальнейшие расчеты выполняются по количеству проживающих в одном доме.

Таблица выбора бойлера косвенного нагрева и площади солнечного коллектора:

Объем накопителей (л)

300

400

500

750

1000

1500

2000

Площадь коллекторов (м²)

Температура в накопителе (°С)

1

19

16

15

13

13

12

11

2

27

23

20

17

15

13

13

3

36

29

26

20

18

15

14

4

44

36

31

24

20

17

15

5

53

42

36

27

23

19

16

6

62

49

41

31

26

20

18

7

70

55

46

34

28

22

19

8

79

62

51

38

31

24

20

9

88

68

57

41

33

26

22

10

95

75

62

44

36

27

23

11

95

81

67

48

38

29

24

12

95

88

72

51

41

31

26

13

95

94

77

55

44

32

27

14

95

95

82

58

46

34

28

15

95

95

88

62

49

36

29

16

95

95

93

65

51

38

31

17

95

95

95

69

54

39

32

18

95

95

95

72

57

41

33

19

95

95

95

76

59

43

35

20

95

95

95

79

62

44

36

21

95

95

95

82

64

46

37

22

95

95

95

86

67

48

38

23

95

95

95

89

69

50

40

24

95

95

95

93

72

51

41

25

95

95

95

95

75

53

42

26

95

95

95

95

77

55

44

28

95

95

95

95

82

58

46

30

95

95

95

95

88

62

49

33

95

95

95

95

95

67

53

35

95

95

95

95

95

70

55

45

95

95

95

95

95

88

68

60

95

95

95

95

95

95

88



Стоимость коллекторов российского производства начинается от 15 тыс. руб. Аналоги, изготовленные в странах ЕС нередко достигают 40-50 тыс. руб. (указана стоимость комплекта). Учитывая общую цену нужно учесть, что для автоматизации солнечного отопления от панелей и трубчатых водонагревателей нужно установить блок управления, контроллер температуры, подключить бойлер косвенного нагрева, сделать обвязку, позволяющую одновременно работать котлу и коллекторам. Конечная стоимость «под ключ» будет зависеть от общей конфигурации отопительной системы.

Монтаж солнечной системы отопления дома


Существует несколько общих рекомендаций, облегчающих подключение гелиоколлекторов:
  • Оптимальным считается размещение на крыше, за исключением воздушных обогревателей, для них рекомендуется установка на стену, направленную на южную сторону света. Допускается применение плоской кровли и специальных монтажных площадок.
  • Подключить гелиосистему напрямую к отоплению здания не получится. Присутствует существенная разница температуры нагрева. В обвязке должен присутствовать тепловой аккумулятор, предназначенный для многовалентных систем отопления.
  • Автоматика контролирует процесс теплопередачи. Гелиоколлекторы должны работать поочередно с котлом. После достаточной аккумуляции тепла от солнечной системы происходит переключение на котел, продолжающий повышать температуру теплоносителя.
  • Расчет теплоаккумулятора выполняют с учетом, что после зарядки сможет поддерживать автономное отопление здания в течение 5-18 часов.
  • Угол монтажа коллекторов отличается в зависимости от региона и определяется по таблице:

    угол установки солнечных коллекторов по сторонам света

    Ориентация

    Угол наклона коллектора

    30°

    50°

    70°

    Восток

    1,64

    1,61

    1,61

    Восток ­ Юго­Восток

    1,45

    1,47

    1,61

    Юго­Восток

    1,17

    1,15

    1,34

    Юг ­ Юго­Восток

    1,04

    0,98

    1,14

    Юг

    1

    0,94

    1,11

    Юг ­ Юго­Запад

    1,03

    0,97

    1,13

    Юго­Запад

    1,13

    1,09

    1,27

    Запад ­ Юго­Запад

    1,35

    1,35

    1,60

    Запад

    1.61

    1,61

    1,61



Отзывы владельцев доказывают, что при возможности сделать первоначальное материальное вложение, солнечная гелиосистема полностью окупится. Средний срок эксплуатации 30-50 лет. Окупаемость наступает за 2-7 лет. Дальше коллекторы начинают работать в плюс. Выгода очевидна.
  • +36
Рекомендуемые новости
Комментарии: 10
  1. Александр 24 июня 2013 15:14
    Здравствуйте.
    Как расчитать стоимость системы отопления на солнечных коллекторах?
    Ответить
  2. Леонид 58 Марий Эл с Красный Яр 9 октября 2013 13:37
    Как обычно для обогрева дома используют котел, теплоносителем в нем является вода. Вот если для обогрева воды использовать котел ВНУТРЕННЕГО СГОРАНИЯ, то такая система будет самой эффективной , эко чистой и безопасной потому-что в качестве аккумулятора тепла можно использовать бассейн или бак большой емкости. Ведь воду можно быстро нагреть газом высокой температуры получаемого в котле ВС как водяным паром . Для экономии топлива эту воду можно нагреть параллельно от тепла Солнца круглый год. Бассейн можно использовать как калорифер для воздушного обогрева помещений, нагретый воздух по воздуховоду сам будет подниматься в помещений, варианта тех. решений много, они все экономят по- крупному. Бассейн еще можно использовать как противопожарное средство. Для принудительной циркуляции теплоносителя можно сделать автономную силовую установку работающего на разнице температуры или использовать рабочее тело получаемого в котле ВС для работы двигателя, работу котла ВС выложил в интернете.
    Ответить
  3. иван 23 февраля 2014 19:41
    здравствуйте! у меня дом 300кв.м., со светом постоянные перебои, отапливаюсь дизельным котлом - дорого, как и во сколько это обойдется если перейти на альтернативное
    Ответить
  4. Николай 4 апреля 2014 10:47
    Отличная статья!
    Ответить
  5. Ильгизар 28 октября 2014 20:53
    Отопление дома, менее 1 М3 газа в сутки при отсутствии солнца.
    Солнечный коллектор с селективным покрытием или воздушные коллекторы с аккумулированием тепла!!
    Полная рекуперация отработанного воздуха, рекупирационная воздушная система отопления.
    Использование тепла земли, накопление солнечного тепла в земле.
    Теплоотражающие (теплозащитные) энергосберегающие пленки на окна.
    Отражающая теплоизоляция всех ограждающих конструкцией дома,
    Феноменальный дешевый утеплитель солома, опилки, стружки, перлит, пеностекло, высококачественный торф.
    Гибридный дом из кирпично каркасных конструкцией, как аккумулятор тепла для стабильности температуры!!!!
    С уважением Зарипов Ильгизар ,
    Ответить
  6. Юрий 4 декабря 2014 07:22
    Цитата: Николай
    Отличная статья!
    Ответить
  7. Олег 14 декабря 2014 09:35
    А вы не боитесь того что СК намного сложнее чем обычные СБ? Вот хоть кто нибудь задавался этим впоросом? Ведь чем проще тем более надёжней!!
    Ответить
  8. Николай 15 апреля 2015 17:57
    Для нагрева воды можно использовать ЭЛЕКТРИЧЕСКИЕ батареи, а не коллектора.
    Такой способ позволяет сделать систему максимально простой и надежной, стоимость увеличивается примерно на 10%.
    Однако есть и недостаток - придется увеличить площадь солнечных батарей примерно в 2 раза.
    Ответить
  9. дмитрий из челябинска 10 мая 2015 14:31
    не могу добиться ни от одного продавца солнечных батарей что будет если электрический обогреватель подключить напрямую к солнечным батареям
    Ответить
    1. Павел 9 июня 2017 03:00
      Дима, будет тепло.
      Ответить
Добавить комментарий
  • bowtiesmilelaughingblushsmileyrelaxedsmirk
    heart_eyeskissing_heartkissing_closed_eyesflushedrelievedsatisfiedgrin
    winkstuck_out_tongue_winking_eyestuck_out_tongue_closed_eyesgrinningkissingstuck_out_tonguesleeping
    worriedfrowninganguishedopen_mouthgrimacingconfusedhushed
    expressionlessunamusedsweat_smilesweatdisappointed_relievedwearypensive
    disappointedconfoundedfearfulcold_sweatperseverecrysob
    joyastonishedscreamtired_faceangryragetriumph
    sleepyyummasksunglassesdizzy_faceimpsmiling_imp
    neutral_faceno_mouthinnocent
Подтвердите что вы не робот: *
Обратная связь