Коллектор для воды: водопроводные гребенки, монтаж коллекторной разводки для водопровода

Несложно запутаться в производителях и моделях. Чтобы сделать правильный выбор, есть ряд рекомендаций, которыми руководствуются профессионалы.

Монтаж

https://www.youtube.com/watch?v=Zx7yBVxpGJI

Главная особенность процедуры в том, что среди всех сантехнических приборов, включая краны, счетчики и потребители, коллекторы водоснабжения устанавливаются в последнюю очередь.

Перед запуском системы нужно убедиться, что она герметична. Для этого перекрывают все краны, и воду подают поступательно по каждой ветке, чтобы своевременно выявить наличие утечек. Квалифицированные сантехники на личном опыте убедились, что есть ряд особенностей, которые можно узнать только из собственного опыта, а не из литературы.

Советы и полезное видео

Коллекторная схема водоснабжения универсальна, и подойдет для зданий и помещений любого назначения. Это может быть частный коттедж, квартира в многоэтажке, АБК на производсве, гостиница и т.д. Ограничений никаких нет. Главное правильно подобрать модель среди разнообразия распределительных коллекторов, которое представлено на рынке сегодня.

В горячий и холодный трубопровод монтируются распределители с различной маркировкой красного и синего цвета соответственно. На этом элементе лучше не экономить, и если бюджет позволяет приобрести продукт именитого, проверенного производителя, нужно покупать именно его, а не самую дешевую модификацию, которая уже через несколько месяцев потребует замены.

Каждый отвод, вход и выход тщательно изолируется. Для этого используется Фум-лента, силикон или иной герметик. Нужно обращать внимание на маркировку, когда собирается система отопления или горячего водоснабжения. А модификация самого коллектора должна иметь столько отводов, сколько будет потребителей или их групп.

Если комплектация помещений предполагает поэтапный процесс подключения точек, нужно, чтобы число отводов было достаточным для подсоединения их всех. А пока нет необходимости, отводные ветви блокируются заглушками. Краны должны быть перекрыты. Но самое главное, что зная все вышесказанное собрать коллекторную систему можно своими руками.

Коллекторы для систем отопления и водоснабжения

Коллекторная система допускает применение скрытой прокладки трубопроводов. Система удобна для монтажа, т. к. отсутствуют соединения труб в полу. Основное ее преимущество заключается в легкой регулировке отдельных петель. Также существует возможность отключения радиатора вместе с подводящими трубами без отключения всей системы отопления, то есть появляется возможность замены участка системы отопления в рабочем режиме системы.

Неотъемлемой частью современных систем отопления являются водяные теплые полы. Теплый пол подключается как отдельный независимый контур. Это связано с тем, что температура теплоносителя в системе теплого пола ниже, чем в системе отопления. Обеспечивается это установкой специального смесительного контура.

ВОДОСНАБЖЕНИЕ
В водоснабжении применение коллекторов особенно актуально. В коллекторе выравнивается давление, что исключает влияние водоразбора у одних потребителей на напор в других потребителях. В коллекторной системе к стояку холодной и горячей воды подключено по коллектору (распределителю), от которых холодная и горячая вода подается к каждому сантехприбору по отдельной трубе. Коллекторы оснащены регулирующими кранами, с помощью которых, при необходимости, можно перекрыть каждую трубу в отдельности.

В тройниковой системе включение последовательно расположенных приборов, как правило, приводит к потере напора в водоразборной арматуре. Например, если в душе задействован кран со смешиванием горячей и холодной воды, то включение рядом крана с холодной водой приводит к потере давления в холодной магистрали и, как следствие, к повышению температуры воды в смесителе душа. В коллекторной системе ничего подобного не происходит. Например, напор и температура воды в душе не изменится, если на кухне включили воду.

Коллекторная схема подсоединения к сантехническим приборам более удобна в обслуживании при скрытой прокладке трубопроводов, поскольку все запорные краны находятся в одном месте — коллекторном шкафчике. Расположив шкафчик в удобном для вас месте, можно спокойно отключить забарахливший прибор и заниматься его ремонтом, при этом другая водоразборная арматура будет работать в прежнем режиме.

Кроме того, на любом отводе коллектора можно установить автоматические редукторы давления воды и индивидуально отрегулировать напор на каждом сантехническом приборе, что невозможно или трудно осуществимо при тройниковой схеме.

Такое водоснабжение очень удобно в квартире, имеющей несколько санузлов и с множеством подключенной к водопроводу техники, так как при поломке или протечке в одном месте необязательно перекрывать воду во всем водопроводе, достаточно перекрыть кран той трубы, которая ведет к месту неисправности.

Гребенка для воды — распределительный коллектор с кранами, цена

На стадии монтажа водопровода или отопительной системы с использованием современных технологий не обойтись без распределительного коллектора. Данное устройство позволяет перенаправлять потоки жидкости.

Благодаря распределительному коллектору можно легко отключать или ограничивать пропускную способность каждого контура отопления или водоснабжения в частном доме или квартире. Это, в свою очередь, позволяет значительно экономить денежные средства на отоплении тех помещений, в которых поддержание высокой температуры не требуется.

Данное устройство также позволяет более равномерно распределить давление жидкости между потребителями, что практически невозможно сделать при последовательном подключении.

Разновидности распределительных гребёнок

Коллекторы бывают трёх видов: с двумя выводами, тремя и четырьмя выводами. Если количество потребителей более четырёх, то можно собрать узел с любым количеством выводов, кроме 5. Если требуется 5 отводов от гребёнки, то шестой вывод в такой конструкции следует закрыть заглушкой.

В зависимости от сферы применение, гребёнки могут быть изготовлены из различных материалов. Обычно для производства таких приспособлений используются:

1. Полипропилен.
2. Медь или латунь.
3. Нержавеющая сталь.

Вопрос выбора

Качественный распределитель способен работать при большом давлении жидкости, иметь безотказную запорную арматуру, высокую степень экологической безопасности при осуществлении распределения воды.

Перед покупкой коллектора необходимо определить количество потребителей воды, к которым будет подведён индивидуальный трубопровод. Затем необходимо приобрести коллектор, число выводов которого равно количеству потребителей воды.

Рекомендуется установить коллектор для воды с одним дополнительным выводом, в который устанавливается заглушка. Этот дополнительный запасный вывод может быть использован при подключении дополнительного оборудования, которое будет приобретено позднее.

Если подающая труба изготовлена из полипропилена, то распределитель следует устанавливать тоже из этого материала.
В том случае, когда подающая труба металлическая, то распределитель лучше использовать из медного сплава или нержавеющей стали.

Выбирая распределительный коллекто

преимущества и недостатки, виды, критерии выбора, особенности монтажа

Каждой хозяйке знакома проблема уменьшения напора в водопроводе при включении одновременно нескольких точек. Решить вопрос поможет оснащение системы распределительным коллектором. В простонародье узел называют гребёнкой для воды.

Такая схема разводки в настоящее время считается самой эффективной и востребованной. Инженерная конструкция имеет сложное устройство, но обладает преимущественными качествами.

Посмотрите видео об особенностях коллекторов для воды

Плюсы системы коллекторной разводки

— прочное соединение в системе;

— надёжная работа;

— выравнивает давление;

— обеспечивает удобную эксплуатацию бытового оборудования, подключённого к водопроводу;

— допускается установка на трубу с горячей водой;

— исключает перепады температур;

— даёт возможность монтировать водопроводную разводку скрытым способом;

— узловые соединения облегчают ремонт на отдельных участках, не требуют полного отключения.

Виды распределительных гребёнок

Коллекторы монтируются на горячий и холодный водопровод. Для удобства и предотвращения путаницы производители выпускают модели в разных цветовых решениях (красном и синем).

По видам гребёнки отличаются числом отводов, которое варьируется от 2 до 4. При большем количестве подключений рекомендуется использовать комбинации из нескольких распределительных устройств. Например, имеющиеся 6 точек можно оборудовать двумя гребёнками на 3 выхода.

Не менее полезным будет оснащение коллектором отопительной системы. Обогрев будет производиться равномерно, что исключит разницу в температурном режиме отдельных комнат.

Эксплуатация любого вида распределительного устройства является безопасной. Отсутствие перепада давления исключит аварийные ситуации с прорывами и затоплениями.

Как выбрать распределительный коллектор для воды?

Перед покупкой гребёнки следует ознакомиться с техническими характеристиками разных видов для того, чтобы подобрать оптимальную модель под водопровод.

Факторы, которые должны учитываться при выборе:

• давление в водопроводной системе;

• пропускная способность коллектора;

• количество точек забора воды;

• установка на горячий или холодный водопровод;

• возможность подключения дополнительной точки.

— бронза;

— латунь;

— нержавеющая сталь;

— титан;

— чугун и др.

Предпочтение отдаётся бронзовой или латунной модели, так как на них практически не накапливаются осадки, провоцирующие коррозию.

Выбор места для установки гребёнки

Лучше определять место для установки коллектора ещё на этапе проектирования системы водопровода. Но в большинстве случаев приходится сталкиваться с монтажом в существующую схему. Важными критериями при выборе места являются:

• доступность для выполнения монтажа и ремонтных работ;

• умеренная или низкая влажность;

• наличие несущей стены, к которой можно закрепить гребёнку;

• дополнительное освещение с возможностью осуществлять работы в аварийном режиме.

Некоторые хозяева обустраивают гребёнку в отдельном помещении или устанавливают специальные коллекторные шкафы.

Особенности монтажа распределительного коллектора

• Осуществлять монтаж должен специалист. Без знаний схем разводки, способов подключений и комплектации системы простому обывателю придётся сложно.

• Для фиксации устройства к стене или монтажному шкафу используются крепёжные хомуты.

• Монтаж узла выполняется без дополнительного уплотнения.

• На водопровод узел монтируется после фильтра и редуктора давления.

• Распределительная гребёнка обязательно комплектуется запорной арматурой (отсечного типа и регулирующего).

• При оснащении водопроводной системы двухэтажного дома может потребоваться циркуляционный насос.

Осуществлять установку следует только после составления схемы разводки. Рекомендуется учесть возможную впоследствии модернизацию системы. Для этого нужно оставить в коллекторе свободные подключения, закрыв их заглушкой.

Коллектор отопления в котельной, коллекторная группа теплого пола

В сантехнике коллектором называется участок трубы увеличенного сечения, собирающий (или раздающий) воду из нескольких ответвлений меньшего диаметра. В отопительных системах административных, жилых и производственных зданий указанный элемент встречается под названием «распределительная гребенка». Наша задача – рассмотреть коллектор отопления для частного дома, рассказать о принципе работы, вариантах применения и способах монтажа.

Зачем нужен коллектор, принцип работы

Устройство данного сантехнического прибора очень простое. По сути, это кусок трубы большого диаметра, оснащенный резьбовыми штуцерами для подключения контуров водяной системы. Длина гребенки отопления зависит от числа присоединений, основная линия обычно подводится к торцу.

Справка. Как правило, коллекторы снабжаются отводными патрубками одинакового диаметра, составляющего 0.5…0.75 от сечения главной камеры. Расстояние между штуцерами бывает разным – в зависимости от расхода теплоносителя в контурах и назначения гребенки.

Что происходит в коллекторе, куда поступает вода из 2…10 параллельных ветвей:

1. Из нескольких магистралей в сборный трубопровод попадает теплоноситель с различными параметрами – температурой, скоростью течения, расходом за единицу времени.
2. В большом проходном сечении гребенки скорость движения воды снижается, уменьшается гидравлическое сопротивление.
3. Смешиваясь в главной камере, разные потоки обретают на выходе одинаковую температуру и скорость.

Итак, задача коллектора – сбор теплоносителя, выравнивание его параметров и отправка обратно в котел по основной линии. Без гребенки не обойтись, когда нужно свести в один трубопровод несколько магистралей с разным расходом воды, гидравлическим сопротивлением и протяженностью. Попробуйте соединить такие ветви на тройниках — 2–3 контура сразу перестанут нормально работать.

Распределительный коллектор отопления действует аналогичным образом, только в обратном направлении. Вода от котла, медленно протекающая через основную камеру, расходится в требуемом количестве по второстепенным линиям.

Одна голая труба с отростками малополезна без сопутствующей арматуры – кранов, клапанов и прочих элементов. Коллекторный узел в сборе помогает решить несколько важных задач:

• регулировать количество теплоносителя по каждой ветви, балансировать их между собой;
• путем подмеса снижать температуру подаваемой воды и поддерживать ее на заданном уровне;
• опорожнять систему, сбрасывать воздух;
• автоматически управлять микроклиматом каждого помещения, используя комнатные терморегуляторы.

Виды коллекторных узлов

Прежде чем рассматривать типы гребенок, укажем способы их применения в системах водяного отопления частных домов и квартир:

• распределение и регулирование температуры воды в контурах теплых полов, сокращенно – ТП;
• раздача теплоносителя радиаторам по лучевой (коллекторной) схеме;
• общее распределение тепла в жилом здании большой площади со сложной системой теплоснабжения.

В загородных коттеджах с разветвленным отоплением коллекторная группа включает так называемую гидрострелку (иначе – термогидравлический разделитель). По сути, это вертикальный коллектор на 6 выводов: 2 – от котла, два – на гребенку, один верхний для удаления воздуха, из нижнего сбрасывается вода.

Дополнение. Есть каскадные гидрострелки с большим количеством штуцеров, куда подключаются отопительные контуры напрямую. Тогда распределитель коллекторного типа не используется.

Теперь о видах распределяющих гребенок:

1. Для ограничения температуры воды, регулирования расхода и балансировки контуров теплого пола используются специальные коллекторные блоки, сделанные из латуни, нержавейки или пластика. Размер присоединительного отверстия основной теплотрассы (на торце трубы) – ¾ либо 1 дюйм (DN 20–25), ответвлений – ½ или ¾ соответственно (DN 15–20).
2. В радиаторных лучевых схемах применяются те же гребенки систем напольного обогрева, но с урезанным функционалом. Разницу мы объясним ниже.
3. Для общедомового распределения теплоносителя используются стальные коллекторы больших размеров, диаметр соединения – свыше 1” (DN 25).

Заводские коллекторные группы недешевы. Ради экономии домовладельцы часто пользуются гребенками, спаянными своими руками из полипропилена, или берут дешевые распределители для систем водоснабжения. Дальше мы укажем проблемы, связанные с установкой самодельных и водопроводных коллекторов.

Устройство гребенки для теплого пола

Температура теплоносителя, подаваемого в контуры напольного отопления, не должна превышать 50 °C, оптимальный температурный график – 40/30 °C. Если поверхность пола нагреется сильнее 30 градусов, в комнате станет душно, некомфортно.

Держать на подаче 40–50 °C способны только газовые котлы, и то, с потерей КПД. Чтобы эффективно расходовать газ либо другой энергоноситель, воду необходимо греть до 60 градусов, а после снижать температуру на входе в петли ТП. Это одна из основных задач коллекторного блока, состоящего из следующих элементов:

• сам коллектор – 2 отдельных трубки (подающая и обратная) с кронштейнами настенного крепления;
• термостатические клапаны нажимного действия с подсоединением для труб типа «евроконус»;
• расходомеры (ротаметры) со шкалой 0.5…5 л/мин;
• торцевые блоки с автоматическими воздушными клапанами и вентилями слива;
• блоки стрелочных термометров;
• отсекающие шаровые краны;
• байпасная линия с перепускным клапаном.

Ротаметры и нажимные клапаны завинчиваются в специальные гнезда на гребенке, последние закрыты пластмассовыми колпачками. Воздухоотводчики со сливными вентилями вкручиваются в торцы коллекторных трубок с одной стороны, блоки термометров и кранов – с другой. Байпас устанавливается в зависимости от конструкции гребенки.

Примечание. Обычно расходомеры стоят на линии подачи, термоклапаны – на «обратке». Но встречаются и другие модели коллекторов с ротаметрами на обратной магистрали. Если вы перепутаете трубки распределителя, то перекрутить клапаны вместо расходомеров не выйдет – внутренняя форма втулок разная.

За термометрами идут шаровые краны, следом – циркуляционный насос и узел смешивания. Рассмотрим каждый элемент коллекторной группы отдельно.

Конструкция и назначение расходомеров

Ротаметры предназначены для контроля и регулирования максимального расхода жидкости через петли. Элементы вкручиваются в специальные патрубки на коллекторе без подмоточных материалов – уплотнителем служит прокладка из резины EPDM.

В корпусе расходомера установлен подпружиненный шток с рабочей тарелкой на одном конце и контрольной шайбой на другом. Как работает ротаметр:

1. Теплоноситель затекает сквозь боковое отверстие в корпусе, потом движется вниз, давит на тарелку и уходит в трубу.

   Чтобы настроить на расходомере максимальный проток регулировочной шайбой, нужно снять защитный пластиковый колпачок

2. Чем больше воды протекает через расходомер, тем сильнее давление на тарелку. Пружина сдавливается, шток с контрольной шайбой опускается. Расход в л/мин можно наблюдать по шкале, нанесенной на прозрачной колбе элемента.
3. Величина протока регулируется вращением верхней части корпуса. При закручивании проходное отверстие частично или полностью закрывается поршнем.

Справка. На коллекторах некоторых производителей устанавливаются нерегулируемые ротаметры. Для ограничения расхода используются отдельные краны, встроенные в тело трубы. Как выглядят подобные элементы, смотрите ниже на видео.

Расходомеры, устанавливаемые на обратной линии, устроены аналогично, только пружина стоит по другую сторону контрольной шайбы. Теплоноситель поступает снизу и толкает тарелку вверх, шток и шайба поднимаются. Как различить ротаметры разных типов:

• если при отсутствии протока шайба находится вверху колбы, то расходомер ставится на подаче;
• если при нулевом расходе воды шайба стоит внизу шкалы, элемент предназначен для «обратки»;
• шкала на колбе проградуирована в соответствующем направлении, в первом случае отсчет ведется сверху вниз, во втором – снизу вверх.

В процессе эксплуатации ротаметры надо обслуживать – чистить по мере загрязнения. Индикатором служит прозрачная колба, когда она покроется налетом изнутри, элемент следует выкрутить, разобрать и удалить грязь с рабочих поверхностей.

Как устроен термостатический клапан

Конструктивно изделие не отличается от других подобных термоклапанов – радиаторных либо двухходовых. При нажатии на подпружиненный шток тарелка опускается в седло, перекрывая проход теплоносителю. Есть возможность преднастройки: максимальный расход ограничивается вращением сердцевины клапана с помощью шестигранного ключа.

Уточнение. Существует 2 типа клапанов – нормально открытые и нормально закрытые. Первые описаны выше – при нажатии на шток проход закрывается. Вторые используются реже, там канал закрыт изначально, при опускании штока отверстие открывается.

Назначение термостатического клапана – регулирование расхода теплоносителя при эксплуатации (не балансировка!). Управление реализуется 3 способами:

1. Ручной. Положение штока регулируется пластиковой рукояткой, которая накручивается на клапан сверху.
2. Автоматическими термоголовками RTL, нажимающими шток при увеличении температуры обратного потока. Не путайте их с обычными радиаторными головками, реагирующими на температуру воздуха.
3. Электрическими сервоприводами, связанными с комнатными терморегуляторами либо погодозависимой автоматикой.

Ручное управление требует постоянного внимания со стороны пользователя – при изменении температуры окружающей среды вам придется поджимать или отпускать шток. Термоголовки типа RTL автоматизируют процесс, но хорошо работают только на коротких петлях – до 60 м. Сервоприводы плюс терморегуляторы применимы везде.

Прочие аксессуары гребенки

В начале публикации мы перечислили задачи, которые должна решать коллекторная группа теплых полов. С балансировкой и регулированием расхода понятно – эти функции исполняют ротаметры и клапаны. Перейдем к оставшимся аксессуарам:

1. Терминальный узел для опорожнения и автоматического удаления воздушных пузырей. Элемент состоит из корпуса со сливным краном и поплавкового воздухоотводчика. Штуцер закрыт пробкой, которая одновременно является барашком для открытия вентиля.
2. Блоки стрелочных термометров, размеченных до 80–90 °С. Назначение ясно – измерение температуры на входе и выходе из гребенки.
3. Краны шаровые отсекающие. В зависимости от способа подключения коллектора к отоплению используются краны прямые, угловые, с американкой и внутренней/наружной резьбой.
4. Байпасная перемычка с перепускным клапаном применяется в системах с автоматической регулировкой. Если из-за теплой погоды все контуры закроются, теплоноситель пойдет через байпас по кругу, насос не будет работать «на себя». В обычном режиме клапан не даст воде циркулировать напрямую, заставит двигаться по петлям.

Примечание. Через терминальный узел можно не только сливать теплоноситель, но и закачивать в случае ремонта. Коллектор отсекается кранами от основной магистрали, производится опорожнение либо подпитка контуров ТП через боковой штуцер.

Количество и разнообразие дополнительной арматуры зависит от производителя гребенки. Указанные аксессуары являются основными, кроме них еще применяются различные заглушки, переходники и вентили.

Перед коллекторным блоком располагается смесительный узел, его состав зависит от метода приготовления теплоносителя для ТП. Практикуется 3 способа доведения воды в теплых полах до нужной температуры:

1. Подмес в контуры горячей воды двухходовым термостатическим клапаном. Элемент запускает порции теплоносителя по команде термоголовки с выносным температурным датчиком в виде медной колбы. Последний прикреплен к металлической стенке коллектора и связан с головкой через капиллярную трубку.
2. Смешивание охлажденного и нагретого теплоносителя с помощью трехходового клапана. Принцип следующий: насос гоняет воду через байпас по контурам, когда она не охладится, клапан открывает подачу нагретой воды из котловой линии. Отличие от предыдущего метода – более плавная подача, качество смешивания.
3. Ограничение обратного протока термоголовками RTL, установленными на термоклапаны гребенки. Здесь насосный модуль вообще не нужен.

Управлять двух– либо трехходовым клапаном можно тремя способами: вручную, с помощью термоголовки с выносной колбой и электрическим исполнительным механизмом. Последний управляется контроллером, получающим сигналы комнатных либо погодных датчиков.

Распределитель лучевой системы отопления

Напомним: лучевая разводка предусматривает индивидуальное двухтрубное подключение каждого радиатора к общему распределительному коллектору, расположенному в удобном месте (обычно – ближе к центру здания).

Для монтажа коллекторного узла применяются такие гребенки:

• заводская для ТП (описывается выше), изготовленная из нержавеющей стали, латуни либо пластика;
• заводская для водоснабжения со встроенными запорными вентилями, сделанная из полипропилена или металла;
• самодельные коллекторы, скрученные из латунных фитингов, полипропиленовых тройников.

Выбор типа гребенки зависит от вашего бюджета и требований к радиаторной системе. Если каждая батарея оснащена собственным балансировочным вентилем и термоголовкой, то достаточно чистого коллектора без клапанов и расходомеров. Модуль сброса воздуха и воды оставьте.

Совет. При ограниченном бюджете можно выбрать недорогой водопроводный коллектор с кранами, изображенный на фото. Многие домовладельцы так и поступают, а систему балансируют радиаторными вентилями.

Если вы желаете автоматизировать работу отопления и все регулировки свести в коллекторный шкаф, покупайте гребенку для напольного обогрева. Устанавливайте все аксессуары – ротаметры, клапаны с сервоприводами, «воздушники», комнатные регуляторы. Смеситель по-прежнему не нужен, теплоноситель к батареям подается прямо из котельной.

Ниже на видео показан комбинированный коллектор для отопления, распределяющий тепло на радиаторную разводку и напольные контуры. Обе части гребенки установлены параллельно. Заметьте, для раздачи теплоносителя мастер использовал водопроводные распределители.

Общедомовая коллекторная группа

Магистральная гребенка выполняет те же функции, что и коллектор ТП – распределяет теплоноситель по ветвям отопительной сети различной нагруженности и п

Урок 2: Основы солнечного горячего водоснабжения

Обзор

В этом уроке вы узнаете об использовании солнца для получения тепла. В этой части курса мы уделим особое внимание нагреву горячей воды для дома.

В солнечной водонагревательной системе сбор тепла является основной целью наряду с отводом тепла от собирающей поверхности, передачей его в накопитель и, в конечном итоге, использованием его для нагрева горячей воды для бытового потребления.

Большинство солнечных водонагревательных систем для зданий состоит из двух основных частей: солнечного коллектора и накопительного бака . Самый распространенный коллектор называется коллектор с плоской пластиной

Бак для хранения удерживает горячую жидкость. Это может быть просто модифицированный водонагреватель, но обычно он больше по размеру и очень хорошо изолирован.Системы, в которых используются жидкости, отличные от воды (обычно смесь пропиленгликоля), нагревают воду, пропуская ее через теплообменник, который передает тепло от смеси гликоля к нагреваемой воде.

Солнечные водонагревательные системы могут быть активными или пассивными . Наиболее распространены активные системы, в которых для перемещения жидкости между коллектором и резервуаром для хранения используются насосы. Пассивные системы, с другой стороны, полагаются на силу тяжести и склонность воды к естественной циркуляции при нагревании.

В жилых и коммерческих зданиях, где требуется температура ниже 200F, обычно используются плоские коллекторы, тогда как в тех, где требуется температура выше 200F, используются вакуумные трубчатые коллекторы.

В начало

Типы солнечных водонагревательных систем

Активные солнечные водонагреватели используют электрические насосы, клапаны и контроллеры для циркуляции воды или других теплоносителей (обычно смеси пропиленгликоля) через коллекторы.Существуют три типа активных солнечных водонагревательных систем:

1. В системах с прямой циркуляцией (или открытых системах ) используются насосы для циркуляции воды через коллекторы. Эти системы подходят для мест, которые не замерзают в течение длительного времени и не имеют жесткой или кислой воды. Эти системы не одобрены Solar Rating & Certification Corporation (SRCC), если в них используется рециркуляционная защита от замерзания (циркуляция теплой воды в резервуаре в условиях замерзания), потому что для эффективной защиты требуется электроэнергия.

2. Системы с косвенной циркуляцией (или закрытые системы ) перекачивают теплоносители, такие как смесь гликоля и водяного антифриза, через коллекторы. Теплообменники передают тепло от жидкости питьевой воде, хранящейся в резервуарах. Некоторые непрямые системы имеют защиту от перегрева, которая защищает коллектор и гликолевую жидкость от перегрева при низкой нагрузке и высокой интенсивности поступающего солнечного излучения.

3. Дренажные системы , тип косвенной системы, используют насосы для циркуляции воды через коллекторы. Вода из коллекторного контура стекает в резервуар-накопитель при остановке насосов. Это делает дренажные системы хорошим выбором для холодного климата. Дренажные системы должны быть тщательно установлены, чтобы гарантировать, что трубопровод всегда наклонен вниз, чтобы вода полностью стекала из трубопровода. В некоторых случаях этого может быть сложно.

Пассивные солнечные водонагревательные системы обычно дешевле, чем активные системы, но обычно не так эффективны. Пассивные солнечные водонагреватели полагаются на силу тяжести и склонность воды к естественной циркуляции при нагревании. Поскольку они не содержат электрических компонентов, пассивные системы, как правило, более надежны, проще в обслуживании и, возможно, имеют более длительный срок службы, чем активные системы.

1. Системы хранения со встроенным коллектором состоят из одного или нескольких резервуаров, помещенных в изолированную коробку с застекленной стороной, обращенной к солнцу. Зимой их необходимо осушить или защитить от замерзания. Эти солнечные коллекторы лучше всего подходят для областей, где температура редко опускается ниже нуля. Они также хороши в домохозяйствах со значительными дневными и вечерними потребностями в горячей воде; но они плохо работают в семьях с преимущественно утренними розыгрышами, потому что они теряют большую часть собранной энергии за ночь.

2. Системы Thermosyphon — это экономичный и надежный выбор, особенно в новых домах. Эти системы основаны на естественной конвекции теплой воды, поднимающейся вверх, для циркуляции воды через коллекторы и в бак (расположенный над коллектором). Когда вода в солнечном коллекторе нагревается, она становится светлее и естественным образом поднимается в резервуар, расположенный выше. Тем временем более холодная вода стекает по трубам к дну коллектора, улучшая циркуляцию. Некоторые производители размещают накопительный бак на чердаке дома, скрывая его от глаз.Непрямые термосифоны (которые используют гликоль в коллекторном контуре) могут быть установлены в климатических условиях, склонных к замерзанию, если трубопровод в некондиционном пространстве надлежащим образом защищен.

Солнечные водонагревательные системы почти всегда нуждаются в резервной системе в пасмурные дни и в периоды повышенного спроса. Обычные накопительные водонагреватели обычно обеспечивают резервное копирование и могут уже быть частью солнечной системы. Резервная система также может быть частью солнечного коллектора, например, резервуары на крыше с термосифонными системами.Поскольку накопительная система со встроенным коллектором уже накапливает горячую воду в дополнение к накоплению солнечного тепла, она может быть укомплектована водонагревателем (без резервуара или проточным) для резервного копирования

В начало

Компоненты солнечной водонагревательной системы

2. Коллекторы вакуумные

Коллекторы с вакуумными трубами могут достигать чрезвычайно высоких температур (от 170F до 350F), что делает их более подходящими для коммерческого и промышленного применения. Однако коллекторы с вакуумированными трубками дороже, чем коллекторы с плоскими пластинами, при этом стоимость единицы площади примерно в два раза выше, чем у коллекторов с плоскими пластинами. (см. рисунок 2)

Коллекторы обычно состоят из параллельных рядов прозрачных стеклянных трубок. Каждая трубка содержит стеклянную внешнюю трубку и металлическую трубку-поглотитель, прикрепленную к ребру.Ребро покрыто покрытием, которое хорошо поглощает солнечную энергию, но препятствует радиационным потерям тепла. Воздух удаляется или откачивается из пространства между стеклянными и металлическими трубками для создания вакуума, который устраняет кондуктивные и конвективные потери тепла.

Новая конструкция с вакуумной трубкой доступна от китайских производителей, Beijing Sunda Solar Energy Technology Co. Ltd. В конструкции «Дьюара» вакуум создается между двумя концентрическими стеклянными трубками с избирательным покрытием абсорбера на внутренней трубке.Обычно воде позволяют термосифонировать вниз и обратно во внутреннюю полость, чтобы передать тепло резервуару для хранения. Металлических уплотнений нет. Этот тип вакуумной трубки может стать конкурентоспособным по стоимости по сравнению с плоскими пластинами.

3. Комплексные коллекторно-накопительные системы

Интегральные коллекторно-накопительные системы (ICS), также известные как системы периодического действия, состоят из одного или нескольких пустых резервуаров или трубок в изолированном остекленном ящике. Холодная вода сначала проходит через солнечный коллектор, который предварительно нагревает воду, а затем попадает в обычный резервный водонагреватель.

ICS — это простые и надежные солнечные водонагреватели. Однако их следует устанавливать только в климате с умеренными морозами, поскольку сам коллектор или наружные трубы могут замерзнуть в очень холодную погоду. Некоторые недавние исследования показывают, что проблему замерзания труб в некоторых случаях можно решить, используя устойчивые к замерзанию трубопроводы в сочетании с методом защиты от замерзания.

Компоненты: Теплообменник
В солнечных водонагревательных системах используются теплообменники для передачи солнечной энергии, поглощенной в солнечных коллекторах, жидкости или воздуху, используемым для нагрева воды или помещения.

Теплообменники могут быть из стали, меди, бронзы, нержавеющей стали, алюминия или чугуна. В системах солнечного отопления обычно используется медь, поскольку она является хорошим проводником тепла и имеет большую устойчивость к коррозии.

Солнечные водонагревательные системы используют два типа теплообменников:

1. Теплообменники жидкость-жидкость

Теплообменники жидкость-жидкость используют теплоноситель, который циркулирует через солнечный коллектор, поглощает тепло, а затем протекает через теплообменник для передачи его нагрейте до воды в накопительном баке.Жидкие теплоносители, такие как антифриз, защищают солнечный коллектор от замерзания в холодную погоду. Жидкостные теплообменники имеют один или два барьера (одинарные или двойные стенки) между теплоносителем и водопроводом.

Одностенный теплообменник представляет собой трубу или трубку, окруженную жидкостью. Либо жидкость, проходящая через трубку, либо жидкость, окружающая трубки, может быть жидкостью-теплоносителем, тогда как другая жидкость является питьевой водой. Двухстенные теплообменники имеют две стенки между двумя жидкостями. Если теплоноситель токсичен, например, этиленгликоль, часто используют две стенки. Двойные стенки часто требуются в качестве меры безопасности в случае утечек, чтобы гарантировать, что антифриз не смешается с питьевой водой. Примером двухстенного теплообменника жидкость-жидкость является «кольцевой теплообменник», в котором трубка обернута вокруг бака с горячей водой и прикреплена к внешней стороне. Трубка должна быть должным образом изолирована, чтобы снизить тепловые потери.Некоторые местные нормы и правила требуют наличия двустенных теплообменников в солнечных водонагревательных системах.

Хотя двустенные теплообменники повышают безопасность, они менее эффективны, поскольку тепло должно передаваться через две поверхности, а не через одну. Для передачи такого же количества тепла теплообменник с двойными стенками должен быть больше, чем теплообменник с одинарными стенками.

2. Воздухо-жидкостные теплообменники

Солнечные системы отопления с воздухонагревательными коллекторами обычно не нуждаются в теплообменнике между солнечным коллектором и системой распределения воздуха.Некоторые солнечные системы воздушного отопления предназначены для нагрева воды, если удовлетворяются требования к обогреву помещения. В этих системах используются теплообменники типа «воздух-жидкость», которые аналогичны теплообменникам «жидкость-воздух».

Конструкции теплообменников
Существует множество конструкций теплообменников. Вот несколько распространенных:

1. Змеевик в баке

Теплообменник представляет собой змеевик в накопительном баке. Это может быть одинарная трубка (одностенный теплообменник) или толщина двух трубок (двустенный теплообменник).Менее эффективной альтернативой является размещение змеевика снаружи резервуара-коллектора с изоляционным покрытием.

3. Трубчатый теплообменник

В этой очень эффективной конструкции трубы для воды и теплоносителя находятся в прямом тепловом контакте друг с другом.Вода и теплоноситель движутся в противоположных направлениях. Этот тип теплообменника имеет две петли, аналогичные описанным в кожухотрубном теплообменнике.

В начало

Калибровка

Для обеспечения эффективности теплообменник должен иметь правильный размер. При выборе правильного размера необходимо учитывать множество факторов, в том числе следующие:

• Тип теплообменника
• Характеристики жидкого теплоносителя (удельная теплоемкость, вязкость и плотность)
• Расход
• Температура на входе и выходе для каждой жидкости.

Обычно производители предоставляют показатели теплопередачи для своих теплообменников (в британских тепловых единицах в час) для различных температур жидкости и расхода. Кроме того, размер поверхности теплообменника влияет на его скорость и эффективность: большая площадь поверхности передает тепло быстрее и эффективнее.

Установка

Для обеспечения наилучшей производительности всегда следуйте рекомендациям производителя по установке теплообменника. Обязательно выберите жидкий теплоноситель, совместимый с типом теплообменника, который вы будете использовать.Если вы хотите построить свой собственный теплообменник, имейте в виду, что использование различных металлов в конструкции теплообменника может вызвать коррозию. Кроме того, поскольку разнородные металлы имеют разные характеристики теплового расширения и сжатия, могут возникнуть утечки или трещины. Любое из этих условий может сократить срок службы теплообменника.

Компоненты: теплоносители

Жидкие теплоносители переносят тепло через солнечные коллекторы и теплообменник в резервуары для хранения тепла в солнечных водонагревательных системах.При выборе жидкого теплоносителя следует учитывать следующие критерии:

• Коэффициент расширения: относительное изменение длины (или иногда объема, если указано) материала при единичном изменении температуры
• Сопротивление вязкости жидкости сдвиговым силам (и, следовательно, течению)
• Тепловая емкость Способность вещества накапливать тепло
• Точка замерзания температура, ниже которой жидкость превращается в твердое вещество
• Точка кипения температура, при которой жидкость закипает
• Точка вспышки — самая низкая температура, при которой пар над жидкостью может воспламениться на воздухе.

Например, в холодном климате для солнечных водонагревательных систем требуются жидкости с низкой температурой замерзания. Жидкости, подвергающиеся воздействию высоких температур, например, в пустынном климате, должны иметь высокую температуру кипения. Вязкость и теплоемкость определяют количество необходимой энергии откачки. Жидкость с низкой вязкостью и высокой удельной теплоемкостью перекачивать легче, поскольку она менее устойчива к течению и передает больше тепла. Другими свойствами, которые помогают определить эффективность жидкости, являются ее коррозионная активность и стабильность

Типы жидкостей-теплоносителей
Ниже приведены некоторые из наиболее часто используемых жидкостей-теплоносителей и их свойства:

Воздух
Воздух не замерзает и не закипает, не вызывает коррозии.Однако он имеет очень низкую теплоемкость и имеет тенденцию вытекать из коллекторов, каналов и заслонок.

Вода
Вода нетоксична и недорогая. Благодаря высокой удельной теплоемкости и очень низкой вязкости его легко перекачивать. К сожалению, вода имеет относительно низкую температуру кипения и высокую температуру замерзания. Он также может вызывать коррозию, если pH (уровень кислотности / щелочности) не поддерживается на нейтральном уровне. Вода с высоким содержанием минералов (например, «жесткая» вода) может вызвать образование минеральных отложений в трубах коллектора и водопроводах системы.

Смеси гликоль / вода
Наиболее распространенной жидкостью, используемой в закрытых солнечных водонагревательных системах, является пропиленгликоль. Смеси гликоль / вода имеют соотношение гликоль-вода 50/50 или 60/40. Этилен и пропиленгликоль — «антифризы». Этиленгликоль чрезвычайно токсичен и должен использоваться только в двустенных замкнутых системах. Вы можете использовать смеси пропиленгликоля / воды пищевого качества в одностенных теплообменниках, если смесь сертифицирована как нетоксичная.Убедитесь, что в него не добавлены токсичные красители или ингибиторы. Большинство гликолей портятся при очень высоких температурах. Значение pH, точку замерзания и концентрацию ингибиторов следует проверять ежегодно, чтобы определить, нуждается ли смесь в каких-либо корректировках или заменах для поддержания ее стабильности и эффективности.

Хладагенты / жидкости с фазовым переходом
Они обычно используются в качестве теплоносителя в холодильниках, кондиционерах и тепловых насосах. Обычно они имеют низкую температуру кипения и высокую теплоемкость.Это позволяет небольшому количеству хладагента очень эффективно передавать большое количество тепла. Хладагенты быстро реагируют на солнечное тепло, что делает их более эффективными в пасмурные дни, чем другие перекачивающие жидкости. Поглощение тепла происходит, когда хладагент кипит (переходит из жидкой фазы в газообразную) в солнечном коллекторе. Выделение собранной теплоты происходит, когда газообразный хладагент снова конденсируется в жидкость в теплообменнике или конденсаторе. В солнечных коллекторах с вакуумными трубками и тепловыми трубками используется этот вид жидкости.

В течение многих лет хлорфторуглеродные (CFC) хладагенты, такие как фреон, были основными жидкостями, используемыми производителями холодильников, кондиционеров и тепловых насосов, потому что они негорючие, малотоксичные, стабильные, некоррозионные и не замерзают. Однако из-за негативного воздействия ХФУ на озоновый слой Земли производство ХФУ постепенно прекращается, как и производство гидрохлорфторуглеродов (ГХФУ). Те немногие компании, которые производили солнечные системы с хладагентом, либо полностью прекратили производство этих систем, либо в настоящее время ищут альтернативные хладагенты.Некоторые компании исследовали метиловый спирт в качестве замены хладагентов.

Если солнечная система заправлена ​​хладагентом и нуждается в обслуживании, следует связаться с местным специалистом по обслуживанию солнечных батарей или холодильного оборудования. С 1 июля 1992 года преднамеренный выброс ХФУ и ГХФУ во время обслуживания и ремонта или утилизации оборудования, содержащего эти соединения, является незаконным и карается высокими штрафами. Несмотря на то, что производство CFC было прекращено в США в 1996 г., лицензированный техник по холодильному оборудованию все еще может обслуживать вашу систему.

В начало

Компоненты: Циркуляционные насосы

Как только определено, что насос должен работать в замкнутом контуре, разомкнутом контуре или другой конкретной среде, требования к напору и расходу солнечной системы используются для выбора подходящего насоса. Напор — это давление, которое насос должен создать, чтобы создать желаемый поток через систему. Общее давление, которое должен создать насос, определяется высотой подъема воды и сопротивлением трения трубы.

Статический напор — это давление, возникающее в результате вертикальной высоты и соответствующего веса столба жидкости в системе. Чем выше насос должен поднимать жидкость против силы тяжести, тем выше статический напор, который он должен развивать. Динамический напор включает сопротивление трению жидкости, протекающей по трубе и фитингам в системе. Давление, которое насос должен развивать для преодоления динамического напора, зависит от размера и длины трубы, количества фитингов и изгибов, а также скорости потока и вязкости жидкости.

Циркуляционные насосы обычно делятся на категории с низким, средним или высоким напором. Приложения с низким напором имеют напор от 3 до 10 футов (0,9–3 м); аппликации со средним напором, от 10 до 20 футов (3-6 м) напора; и аппликации с высоким напором, более 20 футов напора.

Компоненты: датчики и органы управления

Компоненты: Накопительный бак

Солнечная система нагрева воды обычно устанавливается между холодной водой, поступающей в дом, и обычным водонагревателем, и используется для предварительного нагрева воды, поступающей в обычный водонагреватель. Накопительный бак необходим для хранения воды, нагретой солнечной системой нагрева воды. Добавление еще одного накопительного бака для хранения воды, нагретой солнечными батареями, не только более эффективно, чем обычный водонагреватель, но и солнечный водонагреватель действует как средство защиты солнечных панелей от перегрева.На этом рисунке слева показан накопительный бак емкостью 80 галлонов, а справа — обычный водонагреватель, работающий на природном газе, с дополнительным изоляционным покрытием.

Обратный клапан позволяет жидкости течь только в одном направлении.Он предотвращает потерю тепла ночью за счет конвективного потока из теплого накопительного бака в холодные коллекторы. Обратные клапаны бывают «поворотного» или «пружинного» типа. Обратные клапаны поворотного типа должны быть установлены надлежащим образом (то есть не перевернутыми вертикально, чтобы они могли быть открытыми). Обратный клапан поворотного типа следует использовать с насосом, питаемым непосредственно от фотоэлектрического модуля. В условиях слабого солнечного света происходит более низкая скорость потока, которая может быть недостаточно сильной для преодоления пружинного обратного клапана. Для систем, использующих циркуляционные насосы переменного тока, следует установить пружинные обратные клапаны.Пружина сопротивляется потоку термосифона в любом направлении.

Расширительный бак позволяет жидкости в замкнутой системе расширяться и сжиматься в зависимости от температуры жидкости. Без расширительного бачка водопровод легко лопнул бы при нагревании жидкости. Расширительные баки мембранного типа имеют внутреннюю камеру и камеру сжатого воздуха. Нагретая жидкость расширяется в замкнутом контуре относительно баллона и камеры сжатого воздуха.Поскольку жидкость сжимается при охлаждении, воздушная камера поддерживает давление в замкнутом контуре. Размер расширительного бака должен выдерживать расширение в зависимости от объема, коэффициента расширения и диапазона колебаний температуры. Размер и количество коллекторов, а также размер и длина трубопроводов и фитингов определяют объем жидкости. Расширительные баки мембранного типа можно найти в большинстве домов водоснабжения.

Компоненты: Клапан сброса давления

Каждая гидравлическая система отопления должна иметь защиту от высокого давления из-за высоких температур.Клапан сброса давления на 50 фунтов на квадратный дюйм обычно достаточен для защиты систем водопровода с замкнутым контуром от чрезмерного давления. Клапаны сброса температуры / давления обычно не используются в замкнутом контуре, поскольку часто встречаются высокие температуры. Чаще всего используются предохранительные клапаны только давления. Клапаны сброса давления должны иметь вентиляционную трубку, которая направляет вытекающую жидкость в ведро или слив в полу. Как только один из этих клапанов открывается, целесообразно заменить его, поскольку они часто не устанавливаются полностью, частицы накипи или грязи могут привести к медленной утечке.

Манометр показывает, находится ли система с замкнутым контуром в допустимом диапазоне давления. Типичное давление в системе составляет от 10 до 15 фунтов на квадратный дюйм. Манометр используется в качестве диагностического прибора для контроля состояния заряда гликоля. Падение давления указывает на утечку в системе, которую необходимо найти и устранить.

Урок 2, вопросы

1. Кратко опишите два основных типа активных солнечных водонагревательных систем.
2. В пассивных солнечных водонагревательных системах, что движет циркуляцией жидкости из коллектора (-ов) в накопительный бак?
3. Какой тип солнечного коллектора наиболее распространен?
4. Когда требуется двухстенный теплообменник в солнечной системе водяного отопления?
5. Почему охлаждающие жидкости-теплоносители, такие как хлорфторуглерод, постепенно исключаются из систем солнечного отопления?
6. Какой тип насоса обычно используется в типичной жилищной системе солнечного водонагревания с обратной связью?
7. В чем разница между статической головкой и динамической головкой?
8. Где следует размещать датчики контроллеров в солнечной водонагревательной системе?
9. Почему следует устанавливать обратный клапан на солнечной системе водяного отопления? Где следует установить пружинный обратный клапан?
10. Какова основная функция расширительного бачка в системе с обратной связью?
11. Где должны быть установлены датчики температуры, чтобы показать, как система работает в разомкнутой и замкнутой системе солнечного водонагревания?

В начало

ответы

Вакуумные солнечные коллекторы, Солнечный коллектор

Вакуумные трубчатые солнечные коллекторы Apricus ETC преобразуют солнечную энергию в полезное тепло в системе солнечного нагрева воды.Эту энергию можно использовать для нагрева воды для бытовых и коммерческих нужд, обогрева бассейна, обогрева помещений или даже для кондиционирования воздуха.

Обзор продукции

Вакуумные трубчатые солнечные коллекторы Apricus ETC доступны с 10, 20, 22 и 30 размерами трубок (некоторые модели могут быть недоступны на вашем местном рынке).

Загрузите обзорный документ ETC: Международная версия, версия для Северной Америки

В Северной Америке доступен ETC-30C, который отвечает требованиям для проектов Buy American, финансируемых государством.

Строительство

Солнечный коллектор ETC состоит из четырех основных частей:

Вакуумная трубка (ET)

Поглощает солнечную энергию и преобразует ее в полезное тепло. Вакуум между двумя слоями стекла изолирует от потери тепла.

Ребро теплопередачи помогает передавать тепло тепловой трубке.

Тепловая трубка (л.с.)

Медная вакуумная трубка, которая передает тепло изнутри ET к коллектору.

Коллектор

Изолированная коробка с медной коллекторной трубой. Коллектор представляет собой пару контурных медных труб с разъемами для сухого соединения, в которые вставляются тепловые трубки.

Монтажная рама

Прочный и простой в установке, с различными вариантами крепления.

Работа коллектора

Шаг 1: Вакуумный трубчатый солнечный коллектор Apricus преобразует солнечный свет в тепло.Циркуляционный насос перемещает жидкость через коллектор, возвращая тепло в резервуар для хранения солнечной энергии.

Шаг 2: Постепенно в течение дня вода в резервуаре для хранения солнечной энергии нагревается напрямую или через теплообменник (как показано).

Шаг 3: Когда используется горячая вода, вода, предварительно нагретая солнечными батареями, подается в традиционный водонагреватель, который повышает температуру, если она еще не достаточно горячая.

Следуя этим ссылкам, вы можете получить дополнительную информацию о: конструкции солнечной системы, вакуумных трубках, тепловых трубках.

Монтажный коллектор

Солнечные коллекторы Apricus ETC могут быть установлены на крыше, стене, земле или построенной по индивидуальному заказу конструкции, как показано ниже на крыше ресторана в Южной Корее. Для получения информации о том, где можно установить солнечный коллектор, щелкните здесь. Примеры фото инсталляций в жилых помещениях можно посмотреть здесь, фотографии коммерческих примеров — здесь.

Преимущества дизайна

Вакуумная трубка и тепловая трубка

Вакуумная трубка и тепловая трубка Apricus собраны в запатентованном формате, который отличается от любого другого продукта на рынке.Вместо расположенной в центре тепловой трубки с теплообменными ребрами, выходящими на стеклянную стену, тепловая трубка расположена прямо напротив стеклянной стены, куда падает солнце. Алюминиевое ребро теплообмена плотно прижимается к верхней внутренней стенке откачиваемой трубки и тепловой трубки с помощью набора пружинных зажимов. Это важная особенность конструкции, так как со временем под воздействием высоких температур алюминий размягчается. Пружинные зажимы обеспечивают длительный плотный контакт со стеклянной стенкой и тепловой трубкой, что необходимо для оптимальной производительности.

Пассивное слежение

Круглая поверхность поглотителя вакуумированных трубок пассивно отслеживает солнце в течение дня, поэтому никаких механических устройств отслеживания не требуется. Это обеспечивает оптимальное воздействие на площадь поверхности с 7 утра до 5 вечера, что покрывает большую часть солнечного излучения каждый день. Вакуумные трубки Apricus получают на> 20% больше солнечного излучения по сравнению с плоским поглотителем, что позволяет больше преобразовывать солнечную энергию в тепло каждый день.

Функция пассивного отслеживания также позволяет устанавливать коллектор в направлениях к востоку или западу от экватора (север или юг) без слишком большого снижения производительности. Сравнение, проведенное для системы Apricus ETC-30, установленной в Сиднее, Австралия, показало ежегодное снижение производительности всего на 5% для северо-восточного или северо-западного направления и 16% для восточного или западного направления (процентное снижение может отличаться в других регионах). Это обеспечивает большую гибкость при выборе подходящего места для коллектора в здании.

Для более подробного объяснения пассивного отслеживания и модификаторов угла падения (IAM) щелкните здесь.

Дизайн заголовка

Коллектор в вакуумных солнечных коллекторах серии AP отличается надежностью. Значительные колебания рабочих температур от дня к ночи вызывают тепловое расширение и сжатие металла, что в сочетании с высоким рабочим давлением создает огромную нагрузку на места паяного соединения.

В отличие от большинства других конструкций коллектора, которые имеют 2 точки пайки на тепловую трубу (60 на 30 трубных коллекторов), в конструкции Apricus используется конструкция коллекторной трубы с двумя контурами, которая позволяет создавать «сухие» соединительные порты, которые не проникают в трубу коллектора. Это означает, что у насадки всего 4 точки пайки. В результате получилась чрезвычайно надежная конструкция, способная выдерживать суровые ежедневные термоциклы.

Корпус коллектора

Корпус коллектора изготовлен из прочного, но легкого алюминиевого сплава, который складывается, образуя прочный защитный кожух.Корпус покрыт матовым черным PVDF покрытием, устойчивым к ультрафиолетовому излучению для долговременной устойчивости цвета.

Изоляция из стекловаты «запекается как торт», образуя законченную структурную оболочку вокруг коллекторной трубы. Такая конструкция сводит к минимуму количество металла, используемого в кожухе, уменьшая содержание CO ₂ и делая его очень легким. Легкость распределительной коробки — особенность, которую ценят монтажники при переноске на крышу. Самый большой размер коллектора, ETC-30, составляет 2196 мм / 86.45 дюймов в длину, но всего 9,2 кг / 20,24 фунта

Атмосферостойкость

Работа на открытом воздухе означает, что все компоненты коллектора должны быть способны противостоять всему, что дает Мать-природа, от условий холода до экстремальной жары и ультрафиолетового излучения в пустынных местах.

Коллекционеры Apricus разрабатывают с учетом этого. Хорошим примером является использование силиконового каучука вместо пластика для крышек трубок, резиновых уплотнений коллектора и крышек коллектора.Силиконовый каучук чрезвычайно прочен и сохраняет гибкость в широком диапазоне температур. Он способен выдерживать более 200 ^o C / 392 ^o F и чрезвычайно устойчив к повреждениям от ультрафиолетового излучения.

Улучшения дизайна

Конструкция ETC включает ряд дополнительных улучшений по сравнению с предыдущей моделью AP. Эти изменения основаны на внутренних исследованиях и разработках и на отзывах клиентов.

Вакуумные пробирки: Повышенная абсорбционная эффективность, долговечность покрытия и постоянство цвета.Среднегодовое увеличение производительности коллектора примерно на 5%.

Корпус коллектора: Более современная закругленная конструкция корпуса вместе с высококачественным PVDF покрытием для превосходной коррозионной стойкости и стойкости окраски.

Монтажная рама: Существенно более прочная монтажная рама из анодированного алюминия с высоким пределом прочности, крепежные детали и крепеж из нержавеющей стали 316 (судовой). Даже в регионах с высокой ветровой нагрузкой требуются только две новые передние гусеницы, так как они прочнее, чем 5 из предыдущей конструкции из нержавеющей стали.

Водосборник ▷ Французский перевод

гидрик (961) акватика (697) l’eau (65922) гидрики (1076) акватика (778)

— Бесплатные котировки

— плоская пластина vs.Вакуумная трубка

На протяжении веков люди использовали силу солнца, чтобы оставаться в тепле и комфорте. В домах в Китае тысячи лет назад были окна, через которые солнечный свет мог обогревать дом зимой. Теплицы использовались для более эффективного выращивания продуктов на протяжении сотен лет. Солнечная энергия теперь доступна каждому бесплатно, и это разумный способ энергоэффективного нагрева и охлаждения воздуха или воды.

Солнечные водонагреватели сегодня доступны всем, кто заинтересован в нагревании воды солнечным светом.Эти устройства оснащены солнечным коллектором и системой циркуляции для улавливания солнечного света, выработки из него тепла, а затем перераспределения этого тепла в воду или другую жидкость. При выборе солнечного водонагревателя для собственного использования крайне важно знать, какой тип коллектора использовать — два самых популярных и широко обсуждаемых варианта — это плоские пластинчатые коллекторы и вакуумные трубчатые коллекторы. Каждый по-своему выгоден.

Что такое солнечные коллекторы?

Солнечные коллекторы — это контейнеры, которые нагреваются, когда на них попадает солнечный свет.Обычно через них проходят трубы, чтобы вода или другая жидкость могла циркулировать и распределять тепло.

Какова их цель?

Солнечные коллекторы предназначены для поглощения солнечного света и нагрева. Они передают это тепло в поток жидкости, такой как вода или смесь антифриза и воды. Тепло от коллектора используется для нагрева воды для душа и ванны или для обогрева всего дома с помощью радиаторов.

Плоский коллектор

Коллектор с плоской пластиной — это простой солнечный водонагреватель.Он изолирован сзади, затем покрыт слоем теплопоглощающего материала темного цвета, затем медные водяные трубки проходят через поглотитель тепла, и, наконец, слой стекла покрывает верх. Стекло пропускает свет, и тепло поглощается светом, когда он попадает на поглотитель. Затем это тепло передается воде, протекающей по трубам.

Плюсы плоских коллекторов

Преимущества использования плоских коллекторов в вашей солнечной системе водяного отопления неоспоримы. Они часто более доступны по цене, чем вакуумные трубчатые коллекторы, они проще, имеют более низкий профиль и их легче обслуживать.

Более доступный

Одно из самых больших преимуществ коллектора с плоской пластиной — это более доступный вариант. Он не только требует менее дорогих материалов, чем вакуумный трубчатый коллектор, но и построен с использованием более простых строительных технологий. Эти два преимущества в совокупности делают устройства с плоской пластиной дешевле, чем модели с вакуумированными трубками. Затраты между этими двумя типами ближе, чем они были в прошлом, благодаря более экономичным моделям откачанных труб, которые существуют сегодня.

Более простой дизайн

Плоские коллекторы состоят из одного листа абсорбента между стеклянной пластиной и листом изоляции, через который проходит ряд труб — и это все.Из-за простой конструкции блоков — как теплицы или холодного стекла — их довольно просто разобрать и собрать или отремонтировать, если в этом возникнет необходимость.

A Нижний профиль

Плоский коллектор не зря называют плоским. Низкий профиль важен, если вы пытаетесь свести к минимуму изменения линии крыши, хотите что-то, что не будет ловить ветер, или у вас просто ограниченное пространство над головой для работы. Большинство коллекторов с плоскими пластинами невероятно тонкие и при установке на крыше менее заметны, чем модели с вакуумными трубами.

Более простое обслуживание

созданы для долговечности и выдерживают суровые условия. Это тип устройства, которое вы хотите использовать, если беспокоитесь о повреждении ваших коллекторов или если вы просто не хотите очень часто решать проблемы с обслуживанием. Эти устройства являются автономными и защищены снаружи прочным стеклом, устойчивым к царапинам, вмятинам и разрушению в суровых условиях.

Минусы плоских коллекторов

Менее эффективный

Плоские коллекторы более подвержены тепловым потерям, чем вакуумные трубчатые коллекторы, потому что они также не изолированы.Это позволяет им быть более доступными и тонкими по форме, но это также и самый большой недостаток использования одного из этих коллекционеров. В оптимальных условиях солнца вы не заметите большой разницы между характеристиками плоской пластины и откачанной трубки. Однако в облачных условиях установка с плоской пластиной не работает так хорошо, как установка с откачанной трубкой.

Bulkier для установки

Хотя плоские коллекторы имеют более тонкий профиль, они также шире, громоздче и тяжелее, чем модели с вакуумными трубками.Это потому, что они созданы из более тяжелых материалов и предназначены для покрытия большей площади. Если вы пользуетесь услугами профессионального установщика солнечных батарей или имеете подходящее оборудование для их подъема, то это не проблема, но ручной подъем плоских пластинчатых коллекторов намного сложнее, чем более легкие откачиваемые массивы труб.

Не подходит для очень холодного климата

Поскольку модели с вакуумными трубками не столь эффективны в облачных или частично облачных условиях, они также имеют тенденцию терять тепло немного быстрее, когда на улице очень холодно.Это делает их менее подходящими для холодного климата, где драгоценна каждая капля тепла. При использовании в более теплом климате для нагрева воды они прекрасно работают, но когда тепло действительно имеет значение, вакуумные трубки более эффективны.

Требуется больше места на крыше

Если вы пытаетесь запихнуть на крышу как можно больше тепла, вы получите больше с откачанными трубами, чем с плоскими коллекторами. Это связано с тем, что плоские коллекторы шире и производят примерно такой же уровень тепла (или меньше), чем модели с вакуумными трубками.Если место на крыше не имеет значения или вы просто покупаете модуль или два, то это не проблема.

Ветреные условия имеют значение

Поскольку плоские коллекторы шире, чем модели с вакуумными трубами, и, следовательно, имеют большую открытую площадь поверхности, это имеет большое значение в ветреных районах. Когда воздух течет по пластинам с постоянной скоростью, они отводят часть тепла, накопившегося внутри коллектора. Если вы живете в районе с регулярными ветрами, например на побережье, вам больше пригодятся эвакуированные трубчатые коллекторы, поскольку они более эффективно удерживают тепло на ветру.

Коллектор вакуумный

Вакуумный трубчатый коллектор намного более совершенный, чем плоский солнечный коллектор. Он начинается с изолированного резервуара для воды, установленного горизонтально, с входом и выходом для воды на обоих концах. Этот резервуар устанавливается на верхнюю направляющую рамы, а нижняя направляющая удерживает нижнюю часть множества откачанных труб.

В нижней части бака для воды имеется от 10 до 30 маленьких отверстий, и верх каждой откачиваемой трубки входит прямо в отверстие, а нижние прорези входят в эту нижнюю направляющую.Металлический змеевик проходит по внутренней части резервуара для воды и отводит тепло, выделяемое в черных вакуумированных трубках, и нагревает окружающую воду, заставляя работать всю систему.

Профи коллектора эвакуированных труб

Есть множество причин, чтобы выбрать солнечные водонагреватели с вакуумными трубками, а не плоские коллекторы. Они, как правило, более эффективны и лучше противостоят ветру, а занимают меньше места, чем плоские коллекторы.

Более эффективный

В теплом климате или месте с полным солнечным светом эффективность вакуумного трубчатого коллектора не всегда очевидна, но в холодных, ветреных или облачных условиях вы заметите очень реальную разницу в показателях эффективности.Вакуумные трубки лучше удерживают тепло и более эффективно сопротивляются потерям тепла от движущегося воздуха.

Лучше справляется с ветром

В ветреных местах воздух, проходящий через коллектор, действительно может повлиять на внутреннюю температуру. К счастью, вакуумный трубчатый коллектор лучше изолирован и имеет меньшую площадь внешней поверхности, которая лучше справляется с воздушным потоком. Это означает, что если вы живете на побережье или на большом холме, где много ветра, у вас будут лучшие результаты от эвакуированного трубчатого коллектора.

Более компактный

Вакуумные трубчатые коллекторы занимают меньше места при установке на крыше дома, чем плоские коллекторы, что полезно, если вам нужно сэкономить место.

Трубный коллектор с вакуумированием

Дороже

Вакуумный трубчатый коллектор более технологичен. Он более замысловатый, состоит из большего количества деталей и сложнее в производстве. По всем этим причинам устройства почти всегда дороже — в большинстве случаев совсем немного.Если у вас ограниченный бюджет, возможно, вы не сможете позволить себе потратить дополнительные деньги на покупку эвакуированного массива трубок, хотя со временем это может сэкономить вам деньги.

Тяжелее

Типичный дом может выдержать такой большой вес. Если у вас есть дом с глиняной черепицей или какой-либо другой тяжелой кровлей, возможно, ваш дом уже близок к максимальному весу, который может выдержать ваш дом. В этом случае установка массива вакуумных трубчатых коллекторов может быть опасной из-за дополнительного веса устройства.Это не должно быть проблемой для людей с менее тяжелыми кровлями.

Более хрупкое

Еще одним недостатком вакуумных трубчатых коллекторов является то, что они намного более хрупкие, чем плоские пластинчатые коллекторы. Если ветка дерева упадет на ваш дом или случится сильный шторм с неблагоприятными погодными условиями, трубы сломаются с большей вероятностью, чем плоская пластина. Это означает, что вы будете заменять оборудование более регулярно, и вам, вероятно, придется кому-то платить за обслуживание массива, если только вы не собираетесь делать это самостоятельно.Трубки подвергаются воздействию элементов и сделаны из хрупких материалов, которые легко сломать. Плюс в том, что их легко заменить, даже если они немного дороги.

Более длительный период установки

Солнечный коллектор с вакуумной трубкой легче поднять на крышу, потому что он разделен на более легкие части, чем модель с плоской пластиной, но его установка занимает больше времени по той же причине. Хотя главный цилиндр и рама поднимаются очень быстро, каждую из внешних вакуумных трубок необходимо поставить на место и зафиксировать.

Каждая трубка добавляет около одной минуты к процессу установки, что не слишком много для одного блока из 30 трубок, но когда многие из этих блоков устанавливаются одновременно, время установки может действительно увеличиться. Для сравнения: плоская пластина поднимается на место как единый блок и фиксируется, а для завершения процесса установки присоединяются единственная выпускная и впускная водяная труба.

Хотя оба типа коллекторов по-своему полезны, тот, который вы выберете для своего дома, будет зависеть от вашего климата, вашего бюджета, ваших потребностей и ваших общих целей.

Gymax Портативный водосборник емкостью 53 галлона, складной резервуар с фильтрующим патрубком — Walmart.com

БЕСПЛАТНАЯ доставка на следующий день!

Мы прилагаем все усилия, чтобы снова приступить к работе.

• Временно приостановлено в связи с высоким спросом.
• Продолжайте проверять наличие.

0″}, «search»: {«searchUrl»: «/ search /», «enabled»: «false», «tooltipText»: «

Скажите нам, что вам нужно

» , «tooltipDuration»: 5000, «nudgeTimePeriod»: 10000}}}, «uiConfig»: {«webappPrefix»: «», «artifactId»: «header-footer-app», «applicationVersion»: «20.0,40 «,» applicationSha «:» 41ed8468826085770503056bd2c9bc8be5b55386 «,» applicationName «:» верхний колонтитул «,» узел «:» f09b42d3-852a-4ae3-9cad-1594a03d5d5d «,» облако «:» scus-a » oneOpsEnv «:» prod-a «,» profile «:» PROD «,» basePath «:» / globalnav «,» origin «:» https://www.walmart.com «,» apiPath «:» / header- нижний колонтитул / электрод / api «,» loggerUrl «:» / заголовок-нижний колонтитул / электрод / api / logger «,» storeFinderApi «: {» storeFinderUrl «:» / store / ajax / primary-flyout «},» searchTypeAheadApi «: { «searchTypeAheadUrl»: «/ search / autocomplete / v1 /», «enableUpdate»: false, «typeaheadApiUrl»: «/ typeahead / v2 / complete», «taSkipProxy»: false}, «emailSignupApi»: {«emailSignupUrl»: » / account / electro / account / api / subscribe «},» feedbackApi «: {» fixedFeedbackSubmitUrl «:» / customer-survey / submit «},» logging «: {» logInterval «: 1000,» isLoggingAPIEnabled «: true,» isQuimbyLoggingFetchEnabled «: true,» isLoggingFetchEnabled «: true,» isLoggingCacheStatsEnabled «: true},» env «:» production «},» envInfo «: {» APP_SHA «:» 41ed8468826085770503056ERSbe2c9b «,» APP38 «,» APP «:0.40-41ed84 «},» expoCookies «: {}}

Моделирование производительности двойного коллектора воздух / вода в солнечной системе водяного отопления и обогрева помещений Приложение

В настоящей работе была разработана и экспериментально проверена подробная математическая модель двойного солнечного коллектора воздух / вода (DAWC). Чтобы продемонстрировать применение DAWC, в проанализированных тематических исследованиях были выбраны три здания с разными уровнями энергоэффективности и три местоположения зданий. Было проведено сравнение четырех систем солнечных коллекторов.Солнечная мощность описанных систем была определена путем моделирования с использованием детальной теоретической модели DAWC. Результаты показывают, что в случае комбинирования системы подготовки горячей воды для бытового потребления и системы отопления с рециркуляцией воздуха на основе DAWC, можно достичь увеличения выхода солнечной энергии до 30% по сравнению с традиционной системой подготовки горячей воды для бытового потребления в зависимости от климат и характеристики здания.

1. Введение

Плоские солнечные коллекторы, вероятно, являются наиболее фундаментальной и наиболее изученной технологией для солнечных систем горячего водоснабжения.Технология плоских коллекторов развивалась более 60 лет. Товары, которые продаются сегодня, оказались долговечными и надежными, и поэтому коллекторы считаются достаточно зрелой технологией. Однако, даже если это устройство достигло хорошего технологического уровня и позиции на рынке, научный и технологический мир проявляет постоянное внимание к улучшению энергетических характеристик коллектора. Способы повышения энергоэффективности в целом можно разделить на две категории: использование новых технологий, материалов и компонентов и сочетание уже существующих технологий использования солнечной энергии в одном объекте (гибридный коллектор).

Целью объединения двух различных технологий использования солнечной энергии является расширение области применения данного коллектора и увеличение потенциального выигрыша энергии от площади, занимаемой коллектором. Известным примером такого многоцелевого коллектора является фотоэлектрический-тепловой солнечный коллектор, сочетающий фотоэлектрическую технологию и солнечный тепловой коллектор.

Настоящее исследование посвящено двухжидкостному солнечному коллектору, объединяющему воздушный и жидкостный солнечные коллекторы. Идея объединения обоих типов технологий в двойном солнечном коллекторе воздух / вода (DAWC) не нова.Это возникло из типичной ситуации в умеренных и холодных климатических зонах, где солнечного излучения достаточно для приготовления горячей воды для бытовых нужд (50-60 ° C) летом, тогда как температура на выходе из солнечных коллекторов зимой обычно не поддерживается. достичь значений выше 30 ° C; однако этого может быть достаточно, например, для подогрева свежего воздуха. Такая интегрированная конструкция позволяет увеличить годовой выход энергии солнечной системы и максимизировать время работы, что делает ее более рентабельной, чем обычные солнечные водные или воздушные системы.

Ряд исследователей изучили тепловые характеристики солнечных коллекторов, работающих одновременно с двумя различными типами жидкостей. Assari et al. [1] представили математическую модель двойного солнечного коллектора воздух / вода методом эффективности. Модель была экспериментально проверена и впоследствии использована для анализа производительности двойного солнечного коллектора воздух / вода с тремя различными типами воздушных каналов, такими как прямоугольное ребро, треугольное ребро и без ребра. Результаты моделирования показали, что прямоугольный плавник имеет лучшие характеристики по сравнению с другими.Джафари и др. [2] представили анализ энергии и эксергии двойного солнечного коллектора воздух / вода с треугольными воздушными каналами. Исследование показало, что двойной воздушный / водяной солнечный коллектор имеет лучшую энергетическую и эксергетическую эффективность, чем традиционный жидкостный или воздушный коллектор. Ma et al. [3] представили экспериментальный и теоретический анализ эффективности двойного солнечного коллектора воздух / вода с L-образными ребрами и подтвердили, что скорость воздушного потока является ключевым фактором теплового КПД. Позже Mohajer et al. [4] провели экспериментальное исследование двойного солнечного коллектора воздух / вода, разработанного Assari et al.[1]. Эксперименты показали, что систему на основе солнечных коллекторов двойного назначения можно использовать как бытовую сушку, а также для горячего водоснабжения. Арун и Арун [5] сконцентрировали свои исследования на использовании пористой среды в конструкции солнечного коллектора двойного назначения, и они указали, что использование пористой среды приводит к увеличению теплового КПД коллектора. Nematollahi et al. [6] представили экспериментальное сравнение одножидкостной солнечной системы на основе жидкостного коллектора и двойной воздушно-водяной солнечной системы, основанной на двойном воздушно-водяном солнечном коллекторе.Результаты показали, что двойная система воздух / вода имеет более высокую эффективность, чем одножидкостная система. Венкатеш и Кристрадж [7] представили экспериментальное исследование многоцелевой системы солнечных коллекторов, основанной на комбинации водяных и воздушных коллекторов, и подтвердили более высокую эффективность системы по сравнению с традиционной системой. В отличие от предыдущих исследований, Ji et al. [8] представили анализ раздельного использования воздушной и водной частей двойного солнечного коллектора воздух / вода.В предлагаемой системе встроенный в здание двойной солнечный коллектор будет использоваться для обогрева помещений зимой и нагрева воды летом. Результаты показали снижение тепловой нагрузки зимой и надежно работающую систему приготовления горячей воды в летний сезон.

В настоящем исследовании детальная теоретическая модель DAWC была разработана и экспериментально подтверждена. Впоследствии модель использовалась для моделирования годовой производительности четырех различных солнечных систем.Чтобы продемонстрировать применение DAWC, в качестве тематических исследований были выбраны три здания из разных мест, каждое с разным энергопотреблением. Отличительной особенностью представленного исследования является сравнение различных потенциальных применений двойных солнечных коллекторов воздух / вода для зданий с разными уровнями энергоэффективности и различными климатическими условиями.

2. Детальная теоретическая модель DAWC

Для оценки энергетических характеристик различных солнечных систем на основе DAWC использовалась среда моделирования TRNSYS.TRNSYS (программа моделирования переходных систем) широко используется для моделирования как солнечной, так и несолнечной системы [9]. Модель системы состоит из отдельных моделей компонентов, которые связаны между собой путем связывания выходов одного компонента с входами другого. Каждая модель представлена ​​параметрами и входами для вычисления выходных данных как функции времени. Поскольку доступные библиотеки моделей компонентов TRNSYS не содержат математической модели коллектора DAWC, подробная теоретическая модель двойного солнечного коллектора воздух / вода (тип 207) была создана для использования в среде TRNSYS на основе предыдущих моделей жидкости. солнечный коллектор (тип 205) и воздушный солнечный коллектор (тип 206).Более подробную информацию об этих моделях можно найти у Shemelin и Matuska [10, 11] и Shemelin et al. [12].

Представленная модель не предполагает одновременной работы жидкостной и воздушной частей. Это означает, что модель DAWC работает либо как коллектор жидкости, либо как коллектор воздуха, в зависимости от рабочего режима. Если Рабочий режим равен 0, модель работает как сборщик жидкости; если он равен 1, он работает как коллектор воздуха.

2.1. Описание модели

Представленная модель представляет собой подробную математическую модель, разработанную для моделирования тепловых характеристик двух различных конструкций солнечных коллекторов.Рассмотренные конструкции DAWC показаны на рисунке 1. Конструкция 1 представляет собой конфигурацию верхнего соединения трубы абсорбера с одинарным воздушным потоком между абсорбером и изоляцией нижней части рамы. Конструкция 2 представляет собой конфигурацию верхнего соединения трубы абсорбера с одинарным воздушным потоком между абсорбером и прозрачной крышкой.