Солнечные батареи для обогрева бассейна принцип работы

Подогрев бассейна солнечными коллекторами — устройство и принцип работы

Для обслуживания бассейна на 20 м²: нагрев воды для купания и приема душа, требуется около 19000 кВт/час тепловой энергии. Сокращение затрат даже на 30% увеличит рентабельность использования искусственного водоема.

Солнечные коллекторы для бассейнов, при грамотных расчетах и комплектации могут компенсировать до 13 000 кВт/час. Гелиосистема, несмотря на необходимость первоначальных затрат, экономически выгодна. Полная окупаемость вложений наступает спустя 3-5 лет активного использования.

Типы коллекторов для подогрева бассейнов

Гелиосистемы для домашних и коммерческих искусственных водоемов делятся на несколько классов по типу конструкции и внутреннего устройства. На выбор гелиоколлектора влияет его производительность, способность аккумулировать и отдавать тепло, а также окупаемость оборудования.

Для нагрева воды используют несколько видов солнечных водонагревателей:

По особенностям аккумулирующего элемента — гелиосистемы делят на:
трубчатые (вакуумные);
• По различиям конструкции — существуют открытые и закрытые гелиосистемы. У каждого типа есть свои преимущества. В открытых коллекторах абсорбер, изготовленный из пластика и резины, не помещается под стекло. Как правило, гелиосистемы открытого типа предназначены для бытового подогрева воды в бассейне в летнее время года.
  Закрытые коллекторы, трубчатые и панельные работают вне зависимости от сезона (времени года). Абсорбер закрыт стеклом, что существенно снижает теплопотери и увеличивает эффективность нагрева воды.

Перед тем как сделать выбор следует разобраться в отличиях существующих гелиосистем, а также преимуществах, которые дает та или иная конструкция.

Трубчатые гелиоколлекторы

Главное различие гелиосистем в том, какой аккумулирующий элемент используется во внутреннем устройстве. Трубчатые солнечные коллекторы для бассейнов в качестве абсорбера используют вакуумные стеклянные колбы, состоящие из нескольких элементов:

Полая стеклянная трубка — колбы в зависимости от конструкции выпускают одно и двух стенными. Во время производства из полости выкачивается кислород. Вакуум служит естественным и эффективным теплоизолятором.

Медный стержень — играет роль теплообменника. Внутри циркулирует жидкий или газообразный теплоноситель.

Сборный распределитель — к узлу подключается ряд трубок. Модуль перераспределяет нагретый теплоноситель, направляя его в накопительную емкость (чашу бассейна).

Вакуумные коллекторы остаются эффективными даже зимой и пасмурную погоду, что дает возможность продлить купальный сезон для открытых водоемов на несколько месяцев (с апреля по октябрь). После наступления глубокой осени трубчатый водонагреватель будет компенсировать около 20% тепловой энергии.

Панельные гелиоколлекторы

Еще один тип гелиосистем, используемых для коммерческого и бытового применения. Панельные коллекторы, хотя и имеют схожий принцип работы с другими солнечными водонагревателями, отличаются от них внутренним устройством, состоящим из:

короб из алюминия;

верхняя прозрачная панель из толстостенного стекла;

абсорбер — металлическая пластина, с нанесенным селективным слоем;

теплообменник, изготовленный из медных или алюминиевых трубок.

Абсорбер тесно контактирует с трубками, по которым циркулирует теплоноситель. После нагрева вода она подается в искусственный водоем. Плоские солнечные коллекторы для бассейнов особенно эффективны в ясную солнечную погоду. После наступления осени и в зимнее время года, теплоотдача панельной гелиоустановки снижается. Плоские водонагреватели рекомендуется использовать в регионах с умеренным и жарким климатом.

Пирамидальные коллекторы

Используются для бытовых целей. В летнее время года пирамидальная гелиоустановка даст достаточно тепловой энергии, чтобы прогреть воду для комфортных 23-25°C. Отопление бассейна с помощью пирамидальных гелиоводонагревателей используется редко, по причине низкой теплоэффективности.

Принцип работы гелиопирамиды следующий:

установка подключается к насосной станции;

роль абсорбера играют шланги с диаметром от 25-40 мм;

вся конструкция ставится на отражатель;

вода нагревается и принудительно закачивается в бассейн;

гелионагреватель работает в постоянном режиме.

Пирамидальные коллекторы предназначены для бытового применения. Гелиоустановка имеет компактные габариты. Самостоятельно подключается к бассейну и насосу. Единственное неудобство — коллектор не разбирается, что достаточно неудобно при транспортировке.

Гибкие коллекторы

Визуально напоминают резиновый коврик. Относятся к типу открытых коллекторов. В резиновом солнечном водонагревателе предусмотрены каналы для циркуляции теплоносителя.

Гелиоколлекторы эффективно работают при солнечной погоде, быстро нагревая и поддерживая необходимую температуру воды в бассейне. Циркуляцию теплоносителя обеспечивает насосная станция, работающая в постоянном режиме.

Гибкие солнечные коллекторы для бассейнов легко транспортировать. При необходимости их просто сворачивают как коврик. Размеры резинового коллектора подбираются индивидуально по площади бассейна.

Коврик для нагрева воды от солнечной энергии

Как происходит нагрев бассейна солнечным коллектором

Несмотря на существующие различия во внутреннем устройстве, принцип работы всех гелиосистем идентичен. Солнечный коллектор для нагрева воды в бассейне работает следующим образом:

при помощи аккумулируемой тепловой энергии подогревается вода, играющая роль теплоносителя;

горячая жидкость сбрасывается не в накопительную емкость, а поступает в чашу искусственного водоема (бассейна);

циркуляция теплоносителя для большей эффективности осуществляется принудительным способом (насосом).

Для подогрева воды в бассейне коммерческого назначения, лучше поставить солнечный водонагреватель трубчатого типа. Вакуумный гелиоколлектор будет особенно оправданным если планируется эксплуатация искусственного водоема в течение всего года. Полноценный обогрев бассейна от солнечных батарей невозможен, но компенсировать до 40% затрат гелиосистема вакуумного типа сможет достаточно легко.

Установка панельных водонагревателей оправдана если планируется подогревать воду только во время купального сезона. Обогреть бассейн гелиопанелями не получится, так как при наступлении зимнего времени года резко снижается теплоэффективность системы.

Для небольшого бассейна открытого типа лучше использовать пирамидальные и гибкие коллекторы.

Отзывы показывают, что теплопотери при нагреве воды искусственного водоема снижаются приблизительно в 2 раза, если использовать специальное покрытие в ночное время суток или в период, когда бассейн не используется.

Коллекторы для бассейнов заводского производства

В ассортименте представлены гелиосистемы, предназначенные для бытового и промышленного применения. Наибольшей популярностью пользуются следующие производители:

Intex — компания, выпускающая аксессуары для купания в бассейне и открытых водоемах, и подогрева воды. В частности, налажено производство солнечных гибких коллекторов.

Azuro — чешская компания, изготавливающая бассейны и все необходимое для их работы. В ассортименте продукции, присутствуют две линейки водонагревателей:

Azuro Spiral — пирамидальные коллекторы, с общей абсорбирующей площадью 0,96 м²;

Azuro Shelter — гибкие гелиоколлекторы, с возможностью установки как прямого развернутого полотна, так и арки. Абсорбируемая площадь 1,84 м².

Kokido Keops — купольный коллектор, предназначенный для нагрева воды в каркасных и сборных бассейнах. Допускается подключение в единую систему 4 отдельных модулей. Гелиосистема справляется с подогревом 40 м³ воды.

Sunheater — бренд американской компании SmartPool Inc. Гибкий гелионагреватель может устанавливаться на крышу или монтироваться на раму вблизи бассейна. Длина абсорбирующего полотна 6 м, ширина 0,6 м.

Speck BADU BK — еще одна популярная модель гибкого солнечного коллектора. Гелиосистема увеличивает нагрев воды в бассейне на 10-15°C, после чего автоматически поддерживает температуру. Продукция отличается хорошим качеством сборки.

Описанные модели подходят для бытового использования. В коммерческих целях рекомендуется устанавливать полностью укомплектованные трубчатые или панельные гелиосистемы следующих производителей: Atmosfera, Sidite, Vaillant, SunRain, Viessmann, ЯSolar.

Как сделать коллектор для бассейна своими руками

Солнечный обогреватель пирамидального или гибкого типа стоит, начиная с 20 тыс. руб. Самодельный водонагреватель, с учетом покупки всех необходимых комплектующих, обойдется в 5-6 тыс. руб. Для бассейна легче всего сделать пирамидальный гелиоколлектор. Водонагреватель отличается простым внутренним устройством. Легок в сборке.

Для начала следует сделать расчет длины и диаметра труб гелиоколлектора для бассейна. Вычисления выполняются следующим способом:

рекомендуемое значение скорости теплоносителя в гелиосистеме 0,4-0,7 м/с;

длина рассчитывается с учетом того, что 1 м шланга (диаметром 25 мм) в солнечный день нагреет около 3,5 л горячей воды за 1 час. В таблице приводится количество солнечных часов для регионов с умеренным климатом:

Источник

Солнечные батареи для подогрева воды в бассейне: секреты самостоятельного изготовления

Дата публикации: 27 мая 2019

Бассейн в доме или на даче уже давно не является чем-то экзотическим и недоступным. Пластиковая чаша или выложенная плиткой конструкция для детских забав и отдыха в комфортных условиях украшает большинство частных домовладений. Но неограниченные возможности по эксплуатации собственного бассейна осложняет проблема быстрого нагрева воды до комфортной температуры. Количество электроэнергии, которое приходится тратить на это удовольствие, вызывает резкий рост сумм оплаты за энергоснабжение. Простой и доступный выход – самодельный подогрев для бассейна от солнца с помощью коллектора. Несложное и эффективное устройство можно легко сделать своими руками – и навсегда забыть об огромных расходах, связанных с эксплуатацией открытого бассейна.

Немного технических подробностей для желающих досконально разобраться в вопросе

Превратить бесплатную солнечную энергию в электрическую и направить ее на подогрев бассейна можно с помощью солнечного коллектора. Его главное отличие от традиционных солнечных батарей – не просто выработка электрической энергии, а нагрев теплоносителя, циркулирующего в системе. В зависимости от конструкции, различают плоскую и вакуумную модель коллектора. Основа первой – поглощающая поверхность и медные трубки с теплоносителем, закрепленные на алюминиевой раме под защитным стеклом. В вакуумной модели основой конструкции выступает вакуумная трубка, поглощающая тепловую энергию благодаря окрашиванию в черный цвет. Стекло трубы из прочного боросиликата не боится трещин и готово прослужить длительное время.

Учитывая сложности, с которыми связано изготовление вакуумного коллектора, большинство эксплуатируемых сегодня самодельных моделей имеют классическую плоскую конструкцию. Их варианты могут отличаться между собой по стоимости материалов, технологии сборки и количеству использованных комплектующих.

Перечень материалов

Чтобы изготовить солнечный коллектор для нагрева бассейна, понадобятся:

• Комплект металлопластиковых труб.
• Металлический профиль для изготовления каркаса.
• Краска черного цвета для окрашивания труб с теплоносителем.
• Короб для размещения и закрепления конструкции коллектора.
• Брус для основания конструкции.
• Стекло, которое будет выполнять роль защитной поверхности.

В дополнение к стандартному набору домашних инструментов для резания и сборки элементов потребуется небольшой насос.

Выбор места расположения коллектора

Чтобы солнечный подогрев бассейна своими руками был максимально эффективным, необходимо учесть ряд требований:

• Установить коллектор в непосредственной близости от бассейна. Таким образом, удастся до нуля снизить возможные теплопотери.
• Выбрать оптимальный уровень наклона в зависимости от расположения участка относительно сторон горизонта и угла падения солнечных лучей.
• Подготовить площадку для установки оборудования. Это может быть бетонная стяжка, подушка из щебня или плитка для обустройства садовых дорожек.

Последовательность изготовления и сборки коллектора

На первом этапе сборки солнечного коллектора для нагрева воды в бассейне изготавливается каркас:

1. Брус нарезается на отрезки и последовательно соединяется хомутами и саморезами для формирования змеевика;
2. Конструкция обшивается листами фанеры, заранее нарезанной по нужному размеру;
3. Элементы каркаса соединяют с помощью саморезов, контролируя качество сборки для достижения оптимального уровня прочности.

Затем приступают к обустройству рамы коллектора:

1. Элементы рамы вырезают из металлического профиля и соединяют анкерами. Затем на раму укладывают поперечные ряды брусьев, которые будут служить основой для каркаса;
2. Укладывают каркас на раму и фиксируют его анкерными креплениями с соблюдением угла наклона, чтобы устройство улавливало как можно больше солнечного света;
3. Конструкция рамы с платформой окрашивают в черный цвет, улучшающий поглощение тепловой энергии;
4. На платформе размечаются места для установки труб с теплоносителем и монтируются пластиковые крепления по диаметру труб. Все перечисленные элементы также окрашиваются в черный цвет.

Обратите внимание: трубы от солнечного подогрева воды в бассейне должны выводиться непосредственно со дна бассейна, чтобы нагретая вода сразу поступала в чашу и способствовала прогреванию более плотных остывших слоев. Чтобы максимально снизить теплопотери, необходимо закрыть поверхность труб стеклом толщиной не менее 4мм. Его будет вполне достаточно, чтобы внутри коллектора поддерживалась высокая температура.

К собранной конструкции можно подключать насос, запускающий циркуляцию теплоносителя внутри системы. Лучше отказаться от приобретения мощной модели насосного оборудования. Необходимо обеспечить медленное прохождение воды по трубам, чтобы она успела достичь максимальной температуры. В противном случае быстрая циркуляция не позволит воде прогреваться, и установка будет работать с низким КПД.

При условии грамотной сборки и успешно пройденного тестирования подогрев бассейна солнечными батареями будет дешевым и быстрым, особенно – в солнечных регионах, где теплая погода наступает уже в мае. С наступлением зимы не забудьте слить воду из труб, чтобы ее застывание не стало причиной разрыва коммуникации.

Дополнительные рекомендации по установке коллектора

Чтобы быстро разобраться с поставленной задачей и успешно подключить солнечные батареи для подогрева воды в бассейне, воспользуйтесь советами профессионалов:

• Избежать появления воздушных пробок внутри труб с теплоносителем можно, подняв уровень трубопровода для обратной подачи воды на нагрев.
• Если вы обустраиваете коллектор для закрытого бассейна, лучше устанавливать его с южной стороны под углом не более 45 градусов.
• Обязательно проверьте трубопровод на герметичность. В противном случае вода будет вытекать, и нагрев бассейна будет очень долгим.
• Рассчитывать вес конструкции необходимо с учетом снега, слой которого закроет защитное стекло зимой. При этом демонтаж и повторная установка устройства с наступлением осени нецелесообразны из-за высокого риска повредить или разбить систему.

Контролируйте состояние коллектора и ухаживайте за ним, очищая от пыли и грязи. В этом случае он прослужит вам несколько сезонов.

Источник