гелиоколлектор, установить коллектор, установка, солнечная энергия, гелиосистема
ФОТО: журнал "Приватный Дом"
Гелиоколлекторы позволяют преобразовывать бесплатную солнечную энергию в тепло, используемое для горячего водоснабжения, подогрева бассейна, отопления.

Тип коллектора

С недавнего времени на украинском рынке появились и водяные гелиоколлекторы, то есть такие, где солнечная энергия сразу греет воду, поступающую в «горячий» кран. Но в данной статье мы будем рассматривать только более популярные системы, использующие в роли теплоносителя водно-гликолевые смеси, которые сначала нагреваются сами, а потом в теплообменнике передают энергию обычной воде. Такие агрегаты требуют большего внимания, так как имеют более жесткие требования, выдвигаемые теплоносителем.

Водно-гликолевые солнечные панели бывают двух типов: плоские и трубчатые. Но несмотря на то что они имеют некоторые конструктивные и рабочие отличия, их монтаж практически идентичен. Главное, чтобы панели максимально долго улавливали солнечную активность и с минимальными потерями передавали ее в бак-накопитель для горячего водоснабжения (ГВС). Итак, в начале об «улавливании».

Коллектор – это не то оборудование, мощность которого должна быть «с запасом».

Если по подсчетам нужно установить 3,7 панели, то нужно покупать 3.

Иначе, в случае установки четырех, в летнее время пиковой солнечной активности они будут перегреваться, что приведет к аварии и немалым капиталовложениям для устранения ее последствий.

Размер коллектора должен быть таким, чтоб прибор мог обеспечить в среднем 85-95 % потребности в горячей воде, используемой в теплом полугодии. Ориентировочно семье из четырех человек нужен коллектор:

• или плоский площадью 4-6 м²,

• или трубчатый площадью 2,4-3,2 м².

Оптимальные угол и размещение

Одним из важнейших пунктов при монтаже считается правильное ориентирование панелей по сторонам света и углу наклона. Этот аспект имеет большое влияние на количество тепловой энергии, вырабатываемое гелиоколлекторным полем, то есть набором панелей.

Направленность на юг при отклонении до 10° на запад или восток и угол наклона от 35 до 45° обеспечивают максимальный выход гелиотермической энергии в наших широтах. Поскольку со сменой пор года изменяются продолжительность солнечной активности и угол падения лучей, то при выборе наклона нужно учитывать и основное назначение системы:

  • угол 30-45° оптимален для простого приготовления горячей воды или в комплексе с подогревом воды бассейна;
  • угол 45-53° подойдет для подогрева воды и обеспечения отопления или для подогрева воды, обеспечения отопления и подогрева воды бассейна.

То есть меньший угол учитывает «высокое» солнце летом, а больший угол рассчитан на «низкое» солнце зимой и в переходные периоды.

Чтобы лучше «ловить» солнечные лучи, нужно учитывать и помехи: соседние строения и деревья. Для проверки достаточно с компасом и транспортиром определить место оптимальной дислокации, а потом на протяжении дня следить, не затеняет ли его соседняя беседка или яблоня.

Что касается каких-либо мер безопасности, то коллекторы вполне «безобидны» и не навредят растениям, животным или постройкам.

Но сами они требуют осторожного обращения. Да, в Интернете хватает рекламных роликов, где люди ходят и даже прыгают по плоским панелям.

И сюжеты эти вполне оправданы применительно к некоторым современным системам.

Но даже в таком случае злоупотреблять не стоит – позаботьтесь, чтобы над гелиополем не образовывались сосульки и рядом не было старых деревьев. Ведь первые остротой, а вторые весом могут поломать агрегат.

Что касается атмосферных воздействий, то ни дождь, ни снежный наст панелям не страшны. Да и последний долго не продержится: на плоских установках растает менее чем за час, а на трубчатых – в течение пары часов. Другое дело, что в таком случае основа под коллектор должна выдерживать не только вес системы (каждая панель весит 40-50 кг), но и снег. Но о данном аспекте чуть позже.

Важно учитывать ветровую нагрузку местности, так как коллекторное поле имеет немалую парусность, особенно при монтаже на горизонтальных плоскостях. Однако эта проблема легко решаема.

Горизонтальное основание

В роли основы под солнечные панели может быть использовано всякое горизонтальное основание, будь то земельный участок, гараж или дом с плоской крышей. Среди проектантов плоской называют любую основу с углом наклона меньше 25°.

Важно предоставить разработчикам данные по прочности перекрытий крыши или просто всю имеющуюся документацию по ней. Для основания выбирают самые прочные места – балки и ребра стен нижнего этажа. В случае с монтажом на земле нужно учесть уровень грунтовых вод – если он высокий, то стандартная основа под крепеж может «поплыть» и ее нужно усиливать.

Но, пожалуй, самое главное условие надежного крепления – выполнить соответствующие мероприятия для предотвращения опрокидывания рам под коллекторами. Сами рамы изготавливают в виде прямоугольных треугольников, лучше из высококачественного алюминия. Основу следует обезопасить от скольжения и опрокидывания с помощью специальных ванн для утяжеления или крепить к крыше. В первом случает для фиксации путем утяжеления на каждую раму нужно навесить четыре так называемые ванны-утяжелители (95 × 35 × 5 см), которые заполняют бетонными плитами или гравием.

Вес ванн и необходимость дополнительного усиления каркаса подбирают в соответствии с количеством коллекторов.

В другом варианте рамы крепят, например, к специально подготовленной подоснове из Т-образных балок.

Для этих целей опоры рам должны быть оснащены специальными отверстиями на профильных шинах.

По завершению работ нелишним будет вручную проверить конструкцию на прочность и попытаться расшатать ее – если все сделано правильно, то люфтов не будет.

Для плоских оснований и установки коллекторов в несколько рядов актуальна тема затенения одного поля другим. Тень от ближней к солнцу панели не должна попадать на заднюю. Учтите, что для этого может понадобиться расстояние от 3 до 7 м в зависимости от размера панели у угла ее наклона.

Для плоской крыши потребность в площади под коллекторы равняется площади рам плюс по 50 см слева и справа для прокладки трубопроводов. До края крыши расстояние должно быть не менее 1 м.

Примеры фактических углов наклона при использовании рам для установки панелей на крыше с незначительным уклоном. 1 – угол установки, 2 – угол наклона коллектора.

Каркас можно изготовить или заказать непосредственно под свою крышу, но удобнее приобрести специальную конструкцию, которую можно подстраивать под разные объекты. Изменяя шаги на 5°, вертикальную раму направляют от 30 до 60°, а горизонтальную – от 35 до 60°.

Вертикаль

В случае монтажа гелиоколлекторов на фасаде, заборе или крыше направленность поля оказывается идентичной ориентации основы. При отклонении на запад или восток лучи не попадают оптимально поверх абсорбера и эффективность системы снижается.

Главное требование к основе – ее прочность, возможность выдерживать постоянные нагрузки, поэтому лучше подойдут несущие стены из каменных материалов, например железобетона или кирпича. В принципе может быть рассмотрен и вариант каркасного дома, но основу нужно будет дополнительно армировать стальной подосновой, например двутавровыми балками.

Справа и слева от коллекторов следует предусматривать не менее 0,5 м для прокладки трубопроводов, а минимальное расстояние от гелиополя до края фасада – 1 м.

Если коллекторы монтируют в два ряда (одни под другими), то верхние не должны затенять нижние, поэтому расстояние между рядами может составлять 3-4 м.

Это значение зависит от размеров панелей, их наклона, ориентации дома и рассчитывается на месте.

Такой вариант удобен для объектов, где направленность крыши сильно отклоняется от южного направления.

Практичен и тот аспект, что коллекторы могут выполнять роль козырьков над окнами, закрывая солнце в летнее время.

Обращайте внимание на то, чтобы все крепежные отверстия рамы были использованы под дюбели/болты с возможной нагрузкой на растяжение от 1,65 кН или вертикальную нагрузку (силу среза) от 1,6 кН. Наружный диаметр подкладочной шайбы должен быть в 3 раза больше диаметра болта.

Поделиться: