Подогрев воды в бассейне с помощью солнечного коллектора
Santeh-nik.ru

Инженерные системы

Подогрев воды в бассейне с помощью солнечного коллектора

Подогрев воды в бассейне с помощью солнечного коллектора

При выборе коллектора необходимо определиться с мощностью оборудования, затем с необходимой площадью солнечного водонагревателя. К тому же нужно учитывать погодные условия региона, количество солнечных дней и потребность использования бассейна. А также необходимо:

– Учесть тип плавательного бассейна (открытый или закрытый).

– Подобрать подходящий вид солнечного коллектора (вакуумный или плоский).

– Выбрать оптимальное место расположение солнечного коллектора, определить ориентацию и угол его наклона.

– Определить оптимальный объём коллекторного резервуара, в зависимости от потребностей бассейна, его цветового покрытия, материала утеплителя.

нагрев воды солнечным теплом

Бассейны с подогревом воды ― удовольствие в любое время года и в любых климатических условиях.

Солнечные водонагреватели являются одним из самых простых и наиболее эффективных способов, использования солнечной энергии для нагрева и поддержания комфортной температуры воды в бассейне.

Солнечное излучение может вполне заменить традиционный источник энергии (в летний период) и продлить купальный сезон в открытых плавательных бассейнах на 1,5. 2 месяца в год, что сэкономит расходы на топливо.

Любая солнечная система отопления бассейна состоит из трех основных элементов:
1. солнечный коллектор; 2. фильтр насоса; 3. клапан управления.

Несмотря на существующие различия во внутреннем устройстве различных типов солнечных коллекторов, принцип работы всех гелиосистем идентичен. Солнечный коллектор для нагрева воды в бассейне работает следующим образом:
– абсорбируется тепло;
– при помощи аккумулируемой тепловой энергии подогревается вода, играющая роль теплоносителя; горячая жидкость сбрасывается не в накопительную емкость, а поступает в чашу бассейна;
– циркуляция теплоносителя для большей эффективности осуществляется принудительным способом (насосом).

Система фильтрации бассейна настраивается на работу во время наиболее интенсивного солнечного освещения. В течение этого времени, если датчики определяют, что на солнечный коллектор поступает достаточное количество тепла, они дают автоматическому отводному клапану команду направить поток воды из бассейна через теплообменник солнечного коллектора, где она нагревается. Когда температура воды достигла заданной в программе нагрева, она просто будет проходить мимо теплообменника и попадать обратно в бассейн с нагретой до нужной температуры водой. Внутри теплообменника вода нагревается благодаря воздействию на нее теплоносителя, который циркулирует в замкнутой системе подключенных солнечных коллекторов. Нагретая таким образом вода возвращается в бассейн. Когда солнечный коллектор остывает, вода через него не прогоняется.

Схемы подключения солнечного коллектора для подогрева воды в бассейне

Существует множество схем использования солнечных коллекторов для нагрева воды. Приведем несколько возможных вариантов.

Возможная схема подключения солнечного коллектора

ВОЗМОЖНАЯ СХЕМА ПОДКЛЮЧЕНИЯ СОЛНЕЧНОГО КОЛЛЕКТОРА

Возможная схема подключения солнечного коллектора

Возможная схема подключения солнечного коллектора

Гелиоустановка способна повысить среднюю температуру бассейна и увеличить купальный сезон, обеспечивая в течение более длительного периода комфортную для купания температуру 22-25 °C.

Площадь поверхности бассейна является определяющим фактором при проектировании гелиосистемы.

Для открытых бассейнов рекомендуется подбирать площадь абсорбера солнечных коллекторов в соответствии с отношением: 0,4-0,6 м2 площади абсорбера солнечного коллектора на 1 м2 площади поверхности бассейна.

При подборе гелиосистемы для закрытого бассейна рекомендованное соотношение: 0,6-1 м2 площади абсорбера солнечного коллектора на 1 м2 площади поверхности бассейна.

ПРАВИЛА РАЗМЕЩЕНИЯ ГЕЛИОСИСТЕМЫ ДЛЯ БАССЕЙНА

Установка и МОНТАЖ солнечного колектора

Сборка солнечного водонагревателя производится в соответствии с маркировкой, указанной на корпусе и прилагаемых к каждому комплекту инструкции. Рекомендуется устанавливать солнечный водонагреватель максимально близко от места использования горячей воды, чтобы сократить потери тепла в трубах магистрали.
Место установки.
Солнечный коллектор можно установить в любом месте — на крыше, на стене, на земле. Важно только установить его под определенным углом к горизонту и на солнечном месте. Чаще всего коллектор устанавливают на крыше. Коллектор на крыше не занимает места на участке и получает больше солнечных лучей — там его ничто не затеняет.
При установке следует иметь ввиду, что оборудование требует обслуживания. Поэтому, необходимо продумать, как облегчить доступ к нему. Кроме того, коллектор достаточно тяжелое устройство. поэтому стропила крыши или стена дома могут потребовать усиления их конструкции. Лучше всего, установку солнечного коллектора предусмотреть сразу, на стадии проектирования и строительства дома.
Ориентация и угол наклона солнечного коллектора.
Максимальное количество солнечной энергии коллектор будет получать, если его поверхность будет перпендикулярна направлению на солнце. Направление на солнце постоянно меняется в зависимости от времени года и суток. Поэтому, коллектор устанавливают под некоторым углом к горизонту, который позволяет получать максимум солнечной энергии без изменения положения коллектора.
Солнечный коллектор, который будет работать круглый год устанавливают под углом к горизонту, величина которого примерно равна географической широте местности.В зимний период, если есть возможность, лучше увеличивать угол наклона ещё примерно на 15°. Если солнечный коллектор будет работать только летом, то угол наклона следует уменьшить до: географическая широта местности минус 15°. Плоскость солнечного коллектора должна смотреть по направлению на юг с точностью плюс-минус 15°.

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.

    Читать еще:  Стеновые панели: разновидности, особенности использования

    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:

    Солнечный коллектор для подогрева бассейна

    Во время принятия в бассейне водных процедур человеку хочется чувствовать себя комфортно и тратить на это как можно меньше времени и сил. Часть этого комфорта достигается поддерживанием определенной температуры воды. Без затрат дополнительной электроэнергии здесь не обойтись. Расходы на содержание интенсивно эксплуатируемого искусственного водоема могут быть достаточно большими. Снизить их может солнечный коллектор для бассейна, использующий в качестве источника для подогрева абсолютно бесплатную природную энергию солнца.

    Как работает подогрев бассейна при помощи солнечного коллектора

    Концентрация солнечной энергии с последующей передачей ее теплоносителю производится солнечными коллекторами, еще их часто называют солнечными нагревателями для бассейна. С помощью теплообменных устройств эта энергия передается воде. Одной только солнечной энергией стабильно и в течение длительного времени поддерживать необходимую температуру невозможно. Поэтому данный источник энергии используется в большинстве случаев как вспомогательный, где в качестве основного применяется обычно мощная нагревательная установка с питанием от электрической сети. Электронный контроллер регулирует участие солнечного коллектора для сохранения нужного теплового баланса воды в бассейне.

    Схема двухконтурного нагрева воды в бассейне представлена на изображении:

    В контур нагрева бассейна солнечными коллекторами входят следующие конструктивные элементы:

    • собственно сам коллектор;
    • насос, создающий возможность циркуляции воды в бассейне;
    • теплообменник, выполняющий передачу тепла от нагретой в коллекторе жидкости всей массе воды бассейна;
    • обязательно наличие фильтров для очистки воды;
    • клапаны (нагнетающий, обратный), которые регулируют необходимую подачу воды.

    Насос подает воду из бассейна в теплообменник. Если температура ниже установленной нормы (что фиксирует датчик на входе), контроллер дает команду на подачу нагретой в коллекторе жидкости в теплообменник. Происходит нагрев холодной воды из бассейна. Если температура воды соответствует норме, она, минуя теплообменник, возвращается в бассейн.

    Виды коллекторов для нагрева воды бассейна

    Солнечные коллекторы, применяемые для нагрева воды бассейна, могут быть:

    • вакуумные;
    • плоские (открытые или закрытые).

    Для бассейнов, работающих в круглогодичном режиме используют вакуумные коллектора, способные сохранять внутри себя тепло даже при отрицательных температурах.

    Для предназначенных в качестве семейного отдыха, например, на даче и эксплуатируемых в сезонный период (обычно в российских условиях с апреля по октябрь) лучше всего подходят плоские солнечные коллектора. Конструктивные особенности позволяют их изготовить своими руками.

    Вакуумные

    Классический вариант такого теплообменника состоит из двух трубок: в большую трубку с откачанным воздухом вставляется меньшая по размерам с закачанной внутрь специальной легко испаряющейся жидкостью. Степень нагрева влияет на количество испаряющейся жидкости, которая попадая в конденсатор, отдает большее или меньшее количество тепла теплообменнику.

    Важно: внутри трубка покрывается селективным покрытием, увеличивающим поглощение солнечного излучения.

    В теплообменник для повышения эффективности теплопередачи вставляется медная трубка. Обладающая хорошими теплофизическими свойствами медь с меньшими потерями отдает тепло воде бассейна.

    Плоский (открытый)

    Плоский, принимающий солнечное излучение, не имеет защиты от воздействий окружающей среды. Обычно имеют прямоугольную форму, изготовленную из пластика, окрашенного в черный цвет.

    Эффективность работы такого коллектора сильно зависит от окружающих погодных условий — он работает только при положительных температурах на улице.

    Плоский (закрытый)

    В отличие от открытого представляет собой термоизолированный короб закрытый сверху листом стекла или специального пластика.

    За защитным стеклом располагается адсорбер, корпус которого изготавливается из материала с высокой теплопроводностью, например, алюминия. К корпусу плотно прилегает медная трубка, которая для увеличения поверхности поглощения выполнена в виде змеевика. В трубке находится жидкость чувствительная к восприятию солнечного излучения. Проходя через змеевик, вода из бассейна получает тепловую энергию и ее температура повышается.

    Как правильно подобрать коллектор для нагрева бассейна

    Количество тепла, передаваемого солнечным коллектором, напрямую зависит от размеров площади поверхности, которая поглощает излучение. На этот параметр оказывают влияние следующие основные факторы:

    • конструктивное исполнение (вакуумный, плоский);
    • место расположения совместно с ориентацией;
    • тип бассейна для установки — открытый или закрытый;
    • характеристики самого бассейна: площадь поверхности, глубина, возможность установки укрытия, эффективность поглощения солнечного излучения самим бассейном в зависимости от его цвета;
    • интенсивность использования искусственного водоема;
    • период времени нахождения в укрытом состоянии;
    • периодичность времени подачи свежей воды;
    • нормативные показатели температуры воды в бассейне.
    Читать еще:  Осенняя обрезка винограда, малины, смородины

    На размеры коллектора влияние оказывают потери тепла, связанные с эксплуатацией бассейна. Если избежать потерь от разбрызгивания довольно трудно, то уменьшить габариты при сохранении эффективности помогут следующие рекомендации.

    • Много тепла уходит в процессе поверхностного естественного испарения. Уменьшить его поможет организация защиты бассейна от ветра.
    • Испарение в ночное время выше, чем в дневное. Поэтому рекомендуется в это время накрывать бассейн теплоизоляционным материалом. Утром скопившийся на внутренней поверхности конденсат следует убирать без попадания обратно в бассейн.
    • Уменьшить потери тепла через грунт для сборного бассейна на даче можно путем прокладывания теплоизоляционных матов.

    Организация водонагревателя для бассейна своими руками

    Плоский солнечный коллектор для подогрева для бассейна можно изготовить своими руками из доступных, порой без дела лежащих материалов в сарае на даче. Кроме экономии электрической энергии, получается прямая выгода от отказа в трате финансов на промышленный образец.

    Простейшая схема, где отсутствует даже намек на автоматику (регулируется вручную) выглядит следующим образом:

    Конструкция состоит из следующих элементов:

    • самодельный плоский коллектор;
    • тройник на входе в коллектор;
    • тройник на выходе из коллектора;
    • выпускной клапан, смонтированный с выпускным тройником для освобождения системы от воздушных пробок;
    • сливной кран;
    • кран на подводящем шланге;
    • обратный клапан, обеспечивающий запуск насоса;
    • циркуляционный насос;
    • бассейн.

    Вариантов изготовления солнечного коллектора своими руками домашние мастера придумали много — в зависимости от имеющихся в наличии подручных материалов. Для примера приведем вариант коллектора, который устанавливается на поверхности земли с минимально возможным расстоянием от бассейна с целью снижения тепловых потерь.

    Площадка выбирается с учетом максимального попадания светового потока в самодельный адсорбер. Готовится устойчивое основание с гидроизоляцией. Все это должно выглядеть примерно, как показано на изображении:

    Каркас, на который будет крепиться коллектор, изготавливается из деревянного бруса, как и сама рама. Основание рамы обшивается фанерой.

    1. На дно фанеры укладываются металлические листы. Подготавливается основание для укладки стекла.
    2. Получившаяся конструкция в виде щита окрашивается в черный цвет.
    3. Плоскость щита размечается под укладку металлопластиковых труб, устанавливаются крепления под них, после чего монтируются нарезанные в размер металлопластиковые трубы.
    4. Между собой трубы соединяются в змеевик уголками и штуцерами — фурнитурой из металлопластика. В бортах оборудуется вход/выход труб змеевика.
    5. Следует обязательно провести пробное гидравлическое испытание. После подтверждения герметичности конструкции, змеевик также необходимо окрасить в черный цвет.

    Для улучшения теплопроводности, на трубах собирается каркас из алюминиевого профиля. В пазы профиля и подготовленное основание в деревянной раме укладывается порезанное определенного размера стекло. Стеклянная накладка изготавливается из нескольких частей, каждая из которых садится на герметик и скрепляется друг с другом специальной фиксирующей накладкой.

    Несколько советов по правильной эксплуатации

    Повысить срок службы плоских водонагревателей поможет соблюдение следующих рекомендаций.

    • При падении температуры ниже нуля следует остановить пользование бассейном. Необходимо слить из коллектора остатки воды.
    • В отверстиях гелиоустановки со временем образуется накипь. В системе уменьшается напор и насос начинает работать с повышенной нагрузкой. Периодическая чистка мягкой щеткой и бытовыми моющими средствами поможет избежать этого.
    • Не следует забывать протирать стекло от пыли. Эффективность коллектора с грязным стеклом падает в разы.

    Отзывы пользователей из информационного пространства интернета

    Во многих комментариях пользователей краеугольным камнем в эксплуатации коллекторов обозначается их прямая зависимость от солнечной активности. Ориентация на солнечную сторону, угол наклона и наличие как можно большого количества солнечных дней важные составляющие для стабильной работы гелиоустановки.

    Пользователи сборных бассейнов на территории частного дома или дачи отмечают возможность удлинить купальный сезон. Рекомендуют использовать системы с плоскими коллекторами без отдельных теплообменников. Вода из бассейна изменяет температуру, проходя непосредственно через трубки установки. Такая система будет отличаться простотой и низкой ценой.

    На северных территориях с холодным климатом плоские коллекторы практически не получают хороших отзывов. Несмотря на свою дороговизну здесь больше находят применение вакуумные гелиоустановки. Из-за низких тепловых потерь они более качественно выполняют свои функции по нагреву воды бассейна в холодных широтах.

    Видео по теме

    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.

    Читать еще:  Детский домик: шалаш

    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.

    Вам нужно войти, чтобы оставить комментарий.

    Солнечные коллекторы для нагрева воды в бассейне

    Обеспечения комфортной температуры бассейна может требовать довольно большого количества тепловой энергии. В большинстве случаев, бассейны эксплуатируются в солнечное погоду, поэтому применение солнечной энергии и в частности солнечных коллекторов для подогрева воды в бассейне является очень эффективным.

    Тепловые потери бассейна

    Наибольшая доля потерь происходит в результате испарения над поверхностью. В зависимости от температуры воды, уровня затенённости, влияния ветра, периода года, глубины воды, цвета чаши и подпитки свежей воды потребность открытого бассейна в энергии в течение сезона колеблется от 200 Втч/м2 до 1000 Втч/м2 относительно поверхности чаши).

    В таблице показаны средние значения тепловых потерь с 1 м² площади поверхности чаши бассейна в Вт за час.

    Чтобы сократить тепловые потери и следовательно эксплуатационные расходы, рекомендуется оснащать как открытые так и закрытые бассейны покрытием.

    На рисунке выше показан пример теплопотерь одного метра квадратного открытого бассейна расположенного в г. Киев. Сезон использования: май-сентябрь. Использование защитного покрытия в ночное время (12 часов в сутки), в данном случае, сократит тепловые потери бассейна почти в 3 раза.

    На рисунке показан пример теплопотерь одного метра квадратного закрытого бассейна находящегося в помещении работающего в круглогодичном режиме. Для закрытых бассейнов влияние применения покрытия несколько меньше. Однако его использование способно сократить теплопотери почти в 2 раза, в основном за счет уменьшения испарения воды с поверхности чаши бассейна.

    Подбор солнечных коллекторов

    Открытые бассейны могут сами прогреваться за счет солнечных лучей поступающих на поверхность чаши. Средняя температура воды бассейна без подогрева, заполняемого в конце апреля холодной водой температурой 12 °C, возрастает с мая (ок. 16 °C) до июля (ок. 21 °C) в соответствии с солнечным излучением. Гелиоустановка способна повысить среднюю температуру бассейна. Это позволяет расширить купальный сезон, и в течение более длительного периода обеспечивать комфортную для купания температуру 22-25 °C. В отличии от открытых, закрытые бассейны эксплуатируются круглый год. Комфортная температура воды в среднем 26-28 °C.

    Площадь поверхности бассейна является определяющим фактором при проектировании гелиосистемы. В данном случае, солнечная установка будет компенсировать тепловые потери поверхности воды бассейна поддерживая комфортную для купания температуру.

    Для открытых бассейнов рекомендуется подбирать площадь абсорбера солнечных коллекторов в соответствии с отношением: 0,4-0,6 м2 площади абсорбера солнечного коллектора на 1 м2 площади поверхности бассейна. При подборе гелиосистемы для закрытого бассейна рекомендованное соотношение: 0,6-1 м2 площади абсорбера солнечного коллектора на 1 м2 площади поверхности бассейна.

    Для первичного разогрева бассейна мощность источника тепла должна быть значительно больше. Но поскольку первичный разогрев бассейна происходит один раз за сезон, то подбирать солнечную установку на данную мощность не целесообразно. Для первого прогрева и поддержания температуры воды в бассейне в пасмурную погоду следует предусматривать дублирующий источник тепла. Это может быть газовый котёл или электронагреватель.

    Схема работы солнечной системы

    Солнечные коллекторы подключаются к бассейну через теплообменник. Поскольку сам бассейн является своего рода аккумулятором тепла, нет необходимости устанавливать какие-либо аккумулирующие емкости. Для первичного прогрева и догрева в пасмурное время суток, устанавливается дополнительный теплообменник или електронагреватель. Его следует устанавливать последовательно после солнечного теплообменника.

    Теплообменник, передающий солнечную теплоту воде в бассейне, должен быть устойчив к воздействию воды в бассейне и иметь небольшие потери давления даже при больших расходах теплоносителя. Обычно используются кожухотрубные теплообменники, а в некоторых случаях могут также использоваться пластинчатые теплообменники. Из-за невысокой температуры воды в бассейне разность температур между подающим трубопроводом воды из бассейна и обратным трубопроводом теплоносителя от солнечного коллектора не имеет такого решающего значения, как при нагреве воды для системы ГВС или поддержке системы отопления. Однако она не должна превышать 10 – 15 К.

    Пример расчета солнечных коллекторов для бассейна

    Рассмотрим пример реализации гелиосистемы для горячего водоснабжения и нагрева воды в бассейне:

    Потребление ГВС для семьи из 4-х человек с рециркуляцией длинной 20 м работающая 8 ч/сут. Имеется сезонный открытый бассейн объемом 32 м3, площадь поверхности бассейна 20 м2. Период использования: май — сентябрь. Бассейн оборудован защитной пленкой которая используется в ночное время не менее 12 часов в сутки. Необходимо поддерживать температуру воды в бассейне — 24 ⁰С. Дом находится в г. Киев. Коллекторы расположены под углом 45 ⁰ и ориентированы на юг. Расход воды составляет в среднем 280 литров за день, температура воды — 45 ⁰ С.

    Для примера смоделируем работу плоских солнечных коллекторов Vaillant auroTHERM VFK 145 V в количестве 6 шт. общей полезной площадью 14,1 м2. В данном случае принимаем, что 6 м2 площади абсорбера используется для обеспечения горячего водоснабжения и 8,1 м2 для подогрева воды в сезонном бассейне. В данном случае выполняется соотношение — не менее 0,4 — 0,6 м2 абсорбера на 1 м2 площади бассейна. Для первого прогрева понадобится приблизительно 744,3 кВтч энергии. Для этих целей следует предусмотреть газовый котёл или электронагреватель, так же он необходим для поддержки температуры воды в пасмурные дни и в тот период, когда будет недостаточно энергии от солнца.

    Выбранная комплектация гелиосистемы способна производить в среднем 7 892 кВтч полезного тепла за год, что позволит экономить до 94 % для горячего водоснабжения и до 54 % энергии на подогрев воды в бассейне. Возможные излишки тепла можно сбрасывать в бассейн, тем самым расширив купальный сезон с апреля по октябрь.

    Второй пример приведем для закрытого бассейна, эксплуатируемого в круглогодичном режиме. Данные для горячего водоснабжения и размеры бассейна в соответствии с предыдущем примером. Принимаем, что бассейн необходимо прогревать до температуры 27 ⁰С. Так же предполагается использование защитной пленки не менее 12 часов в сутки.

    Для второго варианта выбираем 8 солнечных коллекторов. Общая площадь гелиополя составит 18,8 м2. Так же как в первом примере 6 м2 площади абсорбера рассчитаны для приготовления горячей воды. Оставшиеся 12,8 м2 — для подогрева воды в круглогодичном бассейне. В данном случае выполняется рекомендация 0,6 — 1 м2 площади абсорбера на 1 м2 площади поверхности бассейна.

    Комплектация гелиосистемы во втором варианте способна производить в среднем 13 353 кВтч полезного тепла за год, что позволит экономить до 98 % для горячего водоснабжения и до 44 % энергии на подогрев воды в бассейне.

    Как видно из примеров, установив солнечные коллекторы для подогрева воды в бассейне можно добиться значительной экономии энергоресурсов. К тому же эффективность солнечных коллекторов благодаря благоприятному режиму работы будет высокой.

    Сергей Маринец

    Автор – инженер по возобновляемым источникам энергии

    Ссылка на основную публикацию
    Adblock
    detector