Коллекторы для отопления: эффективная работа системы обогрева

Эффективность отопления от солнечной энергии

Солнечные батареи применяются чаще всего как источник возобновляемой и бесплатной энергии. Поэтому в целях отопления дома эффективны они будут для электрических систем отопления, а также для нагрева воды. В комплект солнечных батарей входит:

обыкновенный преобразователь;
преобразователь переменного тока в постоянный;
датчик уровня заряда батареи;
система отбора мощности;
панели и аккумулятор.

Отопление для дома можно сделать на основе электрических обогревателей. при этом можно выбрать красивые настенные радиаторы с датчиками и регулировкой температуры. чтобы достичь наибольшей экономии. Также удобно использовать такую систему, как теплый пол. В этом случае нагрев будет равномерный, а распределяться в помещении будет путем движения потоков воздуха. По эффективности система не будет уступать радиатору или конвектору. А при использовании батарей с большой мощностью (мощность можно наращивать, добавляя панели), можно использовать энергию для нагрева воды. Комплект солнечных батарей для дачи или загородного дома в этом случае будет не только экономным, но и полезным, особенно на участках, где существуют перебои с подачей воды, или ее отключают на лето.

Чтобы нагрев воды и подача электричества в дом поступали с максимальной выгодой, солнечная батарея устанавливается на крыше дома. Нагрев панелей в этом случае будет максимально эффективным. От пластин ведут две батареи, по одной холодная вода поступает к батарее, нагревается и поступает во внешний теплообменник. Далее в котел и распределяется к душу или раковине. Если солнечная батарея довольно большая можно попробовать подключить радиаторы с теплоносителем в виде воды. Для этого потребуется большой котел или бак, электрический насос и ТЭН.

Если от солнечной энергии будет работать и источник горячей воды, то необходимо рассчитать мощность и для него. В среднем 1 квадратный метр площади панели на человека. Примерно по такой же формуле рассчитывается и затраты на теплый пол, один квадратный метр панели на 10 квадратных метров пола.

Если в году не так много солнечных дней, преобладают пасмурные дни и долгая зима, лучше использовать солнечную энергию, как дополнительный источник электричества. Также для эффективной работы следует убрать возможные помехи (тень от деревьев) или исключить близость высоток. Для установки оборудования и монтажа панелей можно воспользоваться видео инструкцией.

1 Установка системы

Первой задачей, которую должен решить владелец частного дома, является определение с типом обогрева здания. Нужно понять, а нужна ли коллекторная система вообще и станет ли её применение целесообразным. Такая схема будет эффективной, если скорость остывания теплоносителя в трубах очень большая, а также в больших домах, поскольку классическая система отопления в них всегда будет плохо прогревать помещения.

Главным функциональным преимуществом подобной схемы является распределение всей схемы на много контуров. В помещениях с небольшой квадратурой можно устанавливать и 2 независимых контура, а для больших зданий (двух- и трёхэтажных) от двух и более. Такое распределение помогает эффективно обогреть квартиру или загородный коттедж, поскольку теплоноситель не успевает сильно остывать. В классических схемах это невозможно реализовать.

Перед принятием решения об установке такой системы в доме необходимо учесть несколько решающих факторов, при наличии которых будет целесообразно её применение:

Большая площадь дома. Чтобы обогреть дом полностью, нужно сделать несколько контуров.
При использовании обычного отопления нужно отключать некоторые помещения для экономии энергоресурсов.
Тройниковая схема неэффективна. При её применении гидравлическое распределение может неравномерно размещаться по всей системе.

Если при замере температурных показателей в трубе обратки вода холоднее на 25 градусов и более от изначальной цифры при выходе из котла, то это является поводом для установки коллекторной системы.

Виды коллекторов

На сегодняшний день производители предлагают множество моделей таких устройств, как распределительные гребенки для отопления. Среди таких моделей можно найти приборы, имеющие максимальный набор элементов. К примеру, на подающей части могут быть расходомеры, которые регулируют поток носителя тепла в каждой петле, чтобы он лучше распределялся. На обратной трубе делаются термодатчики для контролирования температуры каждого прибора отопления. Система позволит вам в автоматическом режиме контролировать нагревание каждого радиатора. Цена такой гребенки будет высокой.

Распределительные гребенки для отопления

Можно выбрать и более простые модели. К примеру, латунная гребенка для системы отопления с дюймовым проходом. На приборе есть заглушки на обратном коллекторе, поэтому, если нужно, можно поставить дополнительные приборы. Существуют также и литые устройства, и простые с цанговыми зажимами для труб и металлопластика. Такие коллекторы являются самым дешевым вариантом, но и проблемным. Ведь такое устройство будет страдать от возможного подтекания носителя тепла на том участке, где соединен вентиль, так как уплотнитель быстро изнашивается, а поменять его можно не всегда.

Так, можно взять трубу из нержавейки необходимого диаметра, куда привариваются выходы. Также сюда нужно будет поставить дополнительные элементы для того чтобы получилось полноценное оборудование. Именно поэтому многие используют бюджетный вариант – коллектор для отопления из полипропилена. Такое устройство отопительной системы, как гребенка для отопления из полипропилена, является довольно удобным, но все-таки уступает в качестве.

Изготовление отопительного коллектора своими руками

Принцип работы распределительного коллектора отопления

Рассмотрим принцип работы коллекторного распределительного узла. Разогретый теплоноситель от генератора отопления поступает в подающую гребенку. В промежуточном узле скорость движения жидкости уменьшается, что происходит по причине увеличенного внутреннего диаметра устройства. Таким образом, теплоноситель распространяется равномерно в системе.

Далее жидкость через соединительные патрубки с меньшим сечением двигается в отдельно расположенные контуры и отводится к радиаторам отопления или к сеткам теплого пола. Такое распределение способствует прогреванию каждого элемента, куда поступает теплоноситель одинаковой температуры.

Достигнув радиатора, теплоноситель отдает тепло, полученное от генератора отопления. Далее жидкость направляется в противоположном направлении по другому контуру к распределительному блоку. Там теплоноситель отводится в обратную гребенку, из которой направляется к теплогенератору.

Схема подключения распределительных коллекторов в системе обогрева

Установка коллектора отопления является наиболее эффективным и надежным вариантом для частого дома. Однако обустройство данного узла будет дороже, чем монтаж традиционной тройниковой системы.

Особенности монтажа

Монтаж устройства требует определенной подготовки. Прежде чем установить коллектор отопления цена которого ориентировочно составляет сто долларов, нужно подготовить для него нишу. Стандартная схема коллекторного отопления дома предполагает поэтажную прокладку трубопроводов. Поэтому коллектор устанавливается на каждом этаже. Помещение, в котором будет монтироваться коллектор отопления с расходомерами и прочими вспомогательными приборами должно иметь нормальный уровень влажности.

Если установка прибора проводится в стандартной квартире, не имеющей дополнительных помещений, то коллектор можно установить в прихожей, гардеробной или кладовой. Прибор имеет довольно сложное устройство в виде множества труб и кранов. Чтобы вид коллектора не портил впечатление от ремонта дома, его помещают в специальный короб. Это ящик прямоугольной формы, который чаще всего производят из металла. Короб имеет аккуратные габариты и эстетичный внешний вид. Его можно интегрировать в нишу или прикрепить к стене с помощью хомутов.

Два способа увеличить диаметр распределительных труб

Первый способ годится для котлов со встроенными насосами. Для таких котлов изготавливают термо-гидро распределитель (гидрострелка в народе). К гидрострелке подключают котел и два три контура отопления и приготовления горячего водоснабжения. При этом на каждый контур потребления тепла монтируют свой циркуляционный насос.

Так же многие идут простым путем и подключают к такому котлу небольшой контур радиаторов и теплых водяных полов. Это работает, если сразу с котла перейти с 3/4 на 1 дюйм и дальше подключить все трубой, например, ППР диаметром 32.

Но у многих такими малыми объемами работа и строительство не ограничивается. Вот почему не всегда разумно большие дома или общественные строения подключать только к гидрострелке. Стрелка получиться просто огромная и вся котельная будет в трубах.

Чтобы этого избежать был придуман сначала просто коллектор для распределения теплоносителя, а потом из него сделали компланарный распределительный коллектор. То есть два независимых коллектора объединили в один и получили его компланарность.

Компланарный распределительный коллектор одним махом решил проблему количества и размеров подключения котлов и контуров отопления, решилась проблема нагромождения труб и стало очень быстро, и легко делать мониторинг, обслуживание и ремонт котельного оборудования.

Но как обычно, недостаток информации привел к тому, что вроде что-то знаем о распределительных коллекторах, но не применяем, опираясь на авось пронесет. Но не проносит и система отопления теплоносителя постоянно просит. Тепла нет и все попытки высосать тепло из зауженной трубы ведут к трате кучи времени, нервов и денег.

Когда как просто на стадии разговора с мастерами перед монтажом системы необходимо озвучить желание изготовить и подключить все через стрелку и распределительный коллектор. В связке эти два устройства работают еще лучше. Но здесь мы можем столкнуться с невежеством. А это невежество в свою очередь может уговорить вас этого не делать и все посадить на одну трубу.

Изготовить гидрострелку своими руками не составляет большого труда. Берем кусок трубы на три диаметра больше диаметра подключения котла и привариваем на торцы трубы выгнутые заглушки. В заглушки ввариваем резьбы для слива и сброса воздуха. А в тело трубы врезаем резьбы для подключения котлов и контуров отопления. Красим и стрелка готова.

С приобретением и изготовлением распределительного коллектора своими руками немного сложнее. Заводские аналоги часто не подходят под наши условия по количеству подключаемых контуров и их размеров.

Таким образом, бывает сложно или даже невозможно подобрать заводской распределитель под конкретно ваши условия, так как размер коллектора и размер патрубков коллектора ограничены модельным рядом.

Вот почему Вам придется либо отказаться от применения заводского коллектора, либо использовать два или более коллектора. При этом надо будет учесть стоимость двух коллекторов, их монтаж и стоимость дополнительных материалов.

Если у вас небольшой домик, то вполне возможно, что заводской коллектор вам подойдет. Но чаше всего такого не происходит, и многие люди не знают, что с этим делать. Помучавшись и помаясь нанимают сантехника, который делает все на прямую от котла. И потом жалуются что тепла нет.

Вот почему, надо не забывать, что из любой ситуации есть как минимум два выхода. И второй выход из сложившейся ситуации при невозможности использования заводского коллектора заключается в изготовлении распределительного коллектора своими руками.

Вот почему надо уяснить, что без коллектора система более трех контуров будет работать неправильно и зажато. Иначе можно дальше не читать и подключать все на одну трубу и тратить время и деньги, чтобы исправить не работающую систему.

Отводы

Количество – должно совпадать с числом контуров системы. В свою очередь эту величину рассчитывают в зависимости от количества отопительных приборов, комнат и их площади (при оборудовании теплого пола). На каждый контур приходится по паре отводов:

«подача» – для перемещения теплоносителя от котла в систему;
«обратка» – для возвращения остывшего теплоносителя в котел.

В распределительных коллекторах предусматривается 2-12 отводов, иногда этот параметр достигает 16. Регулирующие и отсекающие модели обычно снабжены 2-6 отводами.

Диаметр – выбирается исходя из диаметра трубопровода контуров, которые подключаются к коллектору. Чаще всего встречаются варианты на 3/4 дюйма, 1/2 дюйма, 1 дюйм, 1 1/2 дюйма и 1 1/4 дюйма.

Методы обвязки

Регулирующий арматурный каркас (обвязка калорифера приточной вентиляции) в зависимости от используемого источника поступления нагретой воды зачастую осуществляется двумя способами:

применение двухходовых вентилей – в случаях использования городской сети, в которой не фиксируется расход обратного количества воды, существует только необходимость поддержания постоянства температуры;
использование трехходовых вентилей – в случаях потребления с бойлера или котельной, где строго фиксируется расход обратного объема воды, а любые изменения влияют на нормальное функционирование всей системы. Также вам будет полезно прочитать как организовать вентиляцию в котельной загородного дома.

Установка узла обвязки

Определение необходимого значения мощности установки

При подборе нагревательного оборудования для обустройства приточной вентиляции нужно в обязательном порядке произвести расчет необходимых показателей:

производительности на основе наружного воздушного потока окружающей среды;
давления, которое создается работой вентиляторов;
общей мощности нагревательного прибора;
площади трубоотводов подачи воздуха;
допустимой нормы возникновения различного рода шумовых эффектов;
скорости проникновения воздушных потоков.

Особое внимание уделяется определению уровня мощности калорифера. Процесс установки калориферов применяется в приточных вентиляционных системах в целях нагрева внешнего воздуха преимущественно в холодное время. Показатель мощности возможно рассчитать на основе параметров производительности вентиляции, минимальной, а также заданной температуры воздушных потоков, как снаружи, так и на выходе

Для эффективной работы приточная система зачастую оснащается регулятором мощности, предназначенного для снижения в холодный период времени скорости вращения вентилятора

Показатель мощности возможно рассчитать на основе параметров производительности вентиляции, минимальной, а также заданной температуры воздушных потоков, как снаружи, так и на выходе. Для эффективной работы приточная система зачастую оснащается регулятором мощности, предназначенного для снижения в холодный период времени скорости вращения вентилятора

Процесс установки калориферов применяется в приточных вентиляционных системах в целях нагрева внешнего воздуха преимущественно в холодное время. Показатель мощности возможно рассчитать на основе параметров производительности вентиляции, минимальной, а также заданной температуры воздушных потоков, как снаружи, так и на выходе. Для эффективной работы приточная система зачастую оснащается регулятором мощности, предназначенного для снижения в холодный период времени скорости вращения вентилятора.

Выполняя расчет калорифера приточной вентиляции

возможность применения разного типа питания;
трехфазное подключение необходимо при использовании калорифера мощностью более 5кВт. В данном случае трехфазное питание является наиболее приемлемым вариантом, поскольку при этом ток будет гораздо ниже.

Максимально допустимое значение тока, потребляемого калориферным оборудованием, рассчитывается на основе довольно простой формулы:

I = P (мощность) /U (напряжение питания)

Для однофазного напряжения значение U приравнивают к 220В, при трехфазном питании – 660В. Немаловажным параметром также является температура приточного воздушного потока при нагревании калорифера заданного параметра мощности, которая рассчитывается по формуле:

T =2.98 x P (мощность) / L (производительность вентиляционной системы)

Стандартные значения рассчитываемой мощности калориферной установки для квартир и домов может составлять 1-5кВт и 5-50кВт – на предприятиях или в офисе. В случаях невозможности применения электрического типа калориферного прибора с заданной мощностью, следует прибегнуть к установке водяного калорифера, который использует в виде основного тепла воду из различных систем отопления, в том числе автономное или центральное.

В целом, в небольших помещениях целесообразнее устанавливать калориферы для приточной вентиляции на электрической основе, так как они удобны в эксплуатации и не занимают много времени при установке. Для строений с большой площадью наилучшим вариантом станет монтаж водяных калориферов, благодаря которым значительно экономится электроэнергия и уменьшаются энергозатраты, необходимые для подогрева воды.

Схемы установки солнечного коллектора

В автономных системах обогрева и горячего водоснабжения обязательно нужно использовать накопительный бак для аккумуляции тепловой энергии. Связано это с тем, что распределение тепла, которое генерирует гелиоустановка, не пропорционально расходу энергии. Поэтому полученные ресурсы сначала аккумулируют в специальной емкости, а потом только потребляют по мере необходимости.

Специалисты рекомендуют использовать для этой цели стандартный накопительный бак для системы горячего водоснабжения или, как альтернативный вариант, — буферную емкость из автономной отопительной системы. Грамотно построенная конструкция подразумевает соединение коллектора с дополнительным теплообменником, который напрямую контактирует с накопительным баком. Существует пять проверенных на практике схем подключения оборудования.

№1. ГВС с естественной циркуляцией материала-теплоносителя

Данная схема используется преимущественно на малых площадях (например, для летнего душа), но вполне применима и для небольших строений — бани или дачного домика. Солнечный коллектор нужно установить ниже уровня накопительного бака не более, чем на 1 метр. Благодаря этому будет обеспечена естественная циркуляция жидкости в системе. Для соединения аккумулирующей емкости и коллектора желательно использовать трубы на 3/4 дюйма.

Если вы планируете использовать горячую воду в вечернее время, накопительный бак нужно утеплить или купить готовую емкость, функционирующую по аналогии с термосом

Обратите внимание, что слой утеплителя не должен быть меньше 10 см. Это самая доступная схема подключения солнечного коллектора, однако она имеет один недостаток — минимальную инерционность

При минусовой температуре окружающей среды воду придется сливать, чтобы не допустить разгерметизации водопроводных труб.

№2. Зимний вариант установки солярного коллектора для ГВС

В данном случае теплоноситель для солнечных коллекторов — антифриз. Это позволяет избежать замерзания воды в трубах зимой. Но здесь нужно использовать аккумулирующую емкость косвенного нагрева с медным змеевиком. Непрерывная циркуляция жидкости происходит непосредственно между внутренними магистралями гелиосистемы и змеевиком, установленным в накопительном баке.

Данная схема монтажа рассчитана на естественную циркуляцию, но желательно «прогонять» теплоноситель для гелиосистем принудительно, используя циркуляционный насос. Дополнительно нужно установить расширительный бак.

№3. Схема подключения коллектора для отопления дома

Этот вариант подразумевает использование емкости косвенного нагрева, которая работает на твердом или «голубом» топливе. Поздней весной и летом котел можно отключать, поскольку воду будет нагревать коллектор. А вот зимой эффективность гелиосистем в северо-восточных регионах России не очень велика, так как интенсивность солнечного излучения минимальна. По этой причине коллектор используют в качестве источника дополнительного подогрева к отопительным системам.

Но даже в этом случае владелец дома получает возможность более рационально расходовать традиционные энергоресурсы. Чтобы обеспечить отопление дома в зимний период при помощи только одного солнечного коллектора, габариты всей конструкции должны составлять не менее 30–40% от площади здания.

№4. Монтаж гелиосистемы для отопления и ГВС

Типовая схема подключения объединяет сразу два варианта, то есть подходит одновременно для организации автономного отопления и горячего водоснабжения. Здесь применяется двухконтурная теплоаккумулирующая емкость— помимо медного змеевика, монтируется также дополнительный внутренний резервуар.

Такая схема установки дает возможность отделить техническую жидкость от питьевой воды. Для автоматизации процесса нагрева теплоносителя в систему интегрируют специальный контроллер солнечного коллектора, который позволяет избежать перерасхода энергоресурсов за счет контроля над температурой теплоносителя в гелиосистеме и температурой воды в буфере.

№5. Установка коллектора для подогрева бассейна

Данная схема не подходит к системе отопления, а используется, когда необходимо нагреть воду в открытом бассейне переносного типа. Чтобы обеспечить циркуляцию жидкости, допускается использовать стандартную погружную помпу. Если на вашем участке находится стационарный бассейн, для большего удобства оборудование лучше подключить к бытовой автоматизированной насосной станции.