Коллектор для воды: описание, принцип работы, преимущества. Коллектор воды
описание, принцип работы, преимущества :: SYL.ru
Большинство хозяев частных владений и квартир, имеющих центральную разводку труб, сталкиваются с проблемами напора в водопроводных линиях, появляющихся при единовременной работе некоторых сантехнических точек. По большей части при постройке в целях экономии сырья и объемов работ в помещениях старого образца раньше применялась методичная прокладка стояков, что послужило началом такого рода трудностей. Чтобы решить эту ситуацию, следует выполнить смену последовательной разводки труб на коллектор для воды.
Чем полезна такая установка
Такое устройство довольно сложное с инженерной точки зрения, однако оно обладает отличной прочностью, удобством, надежностью, предоставляя жильцам комфорт в эксплуатации разных приборов. При распределительной разводке выравнивается давление в стояках, что дает возможность избежать неудобств – внезапного изменения температуры жидкости в душевой при параллельном включении другого сантехнического оборудования (к примеру, смывание унитаза). Для снижения воздействия прерывистого впуска воды коллекторная разводка труб осуществляется в системах холодного и горячего водоснабжения. Ко всем шлангам подсоединено по одному распределителю – они пропускают жидкость по специальным стоякам.
Коллектор для воды – гребенка
Распределительный трубопровод является шлангом немаленького диаметра, который имеет несколько выпускных проемов. Его устанавливают в систему подачи горячей и холодной жидкости. Такая установка обладает запорной арматурой на всех отводах: это могут быть регулирующие механизмы и шаровые краны (посредством их перекрывают и открывают главный кран). Первый вариант более удобный и выгодный.
Распределительный коллектор для воды имеет кран, с помощью которого при надобности можно будет закрыть доступ жидкости к каждому устройству, а не при помощи клапана, находящегося на входе в помещение, как это обычно сделано при методичной разводке стояков. Еще эти коллекторы называются гребенками. Можно заметить, что для понижения воздействия на прерывистость водозабора при распределительной разводке труб используют гребенки.
Что необходимо для нормальной работы прибора
При последовательной конструкции коллектора требуется полностью перекрывать отдельный вентиль, как правило, расположенный возле входа в квартиру либо в подвале. Для того чтобы хорошо работала гребенка для воды (распределительный коллектор), нужен монтаж таких установок, как:
Описание детали
Так как гребенки эксплуатируют в системах холодной и горячей подачи воды, для удобства в различии они производятся двух окрасов. В будущем коллекторы существенно упрощают жизнь жильцам, а также сантехнику, выполняющему обслуживание. Распределители выпускаются нескольких видов: на 2, 3 либо 4 отводки. Если нужно установить трубопровод на 5 отводов, тогда надо будет покупать коллектор для воды на 2 и 3 отвода, а потом объединить их между собой.
С точки зрения практики установка распределителя с регулировочным запорным каркасом считается гораздо предпочтительнее для потребителя. Отводы трубопровода обычно неразборочные, то есть если выйдет из строя один из краников, тогда гребенка для воды (распределительный коллектор) должна будет поменяться на новую.
Преимущества и недостатки
Применение такого распределителя в сравнении с традиционными тройниковым и последовательным методами создания водоснабжения имеет много преимуществ, среди которых:
- Регулировка напора воды в стояках.
- Надежность и практичность эксплуатации.
- Отсутствие перепадов температуры при синхронной работе нескольких установок.
- Возможность организовать «невидимый» коллектор для воды.
- Отдельность каждого подключения – это позволяет при надобности заблокировать определенную линию, не нарушая функции всей системы.
- Осуществимость контроля и регулировки технических норм подключенных конструкций (к примеру, у разводок для теплых покрытий).
Все трубопроводы отличаются хорошими гидравлическими характеристиками, не предрасположены к формированию коррозионных процессов и дают возможность выполнять установку без специальной прокладки.
К минусам же можно отнести высокую цену как самого распределителя, так и отдельных деталей к нему: стояков, фитингов, клапанов, а также некую тяжеловесность устройства. Но все-таки это не должно быть преградой тому, чтобы приобрести такое полезное оборудование, как коллектор для воды.
www.syl.ru
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.
К недостаткам относится только стоимость коллектора и отдельных деталей, необходимых для его установки (фитинги, стояки, клапаны и др.). К тому же, большое количество подключений делает систему громоздкой. Но если учесть пользу и надёжность работы устройства, то расходы вполне оправданы получаемой выгодой.
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.
Не меньшего внимания заслуживает материал, из которого выполняется распределительное устройство:— 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 холодную и горячую воду устанавливается отдельный коллектор.• 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.
Поделиться:Рекомендуем прочитать:
nastroike.com
Коллектор для теплого пола: виды, схемы подключения
Главная » Пол » Коллектор (смесительный узел) для водяного теплого пола
При устройстве водяного подогрева пола укладывается немалое количество труб — несколько отрезков, которые называют контурами. Все они заводятся на устройство, раздающее и собирающее теплоноситель — коллектор для теплого пола.
Назначение и виды
Содержание статьи
Теплый водяной пол отличается большим количеством контуров труб и невысокой температурой циркулирующего в них теплоносителя. В основном требуется нагрев теплоносителя до 35-40°C. Единственные котлы, которые способны работать в таком режиме, — конденсационные газовые. Но они устанавливаются редко. Все остальные виды котлов на выходе выдают боле горячую воду. Однако ее с такой температурой в контура запускать нельзя — слишком горячий пол это некомфортно. Чтобы снизить температуру и нужны узлы подмеса. В них, в определенных пропорциях, смешивается горячая вода с подачи и остывшая из обратного трубопровода. После чего, через коллектор для теплого пола, она подается на контура.
Коллектор для теплого пола со смесительным узлом и циркуляционным насосом
Чтобы во все контура поступала вода одинаковой температуры она подается на гребенку теплого пола — устройство с одним входом и некоторым количеством выходов. Подобная гребенка собирает остывшую воду с контуров, откуда она поступает на вход котла (и частично идет в узел подмеса). Это устройство — гребенки подачи и обратки — называют еще коллектором для теплого пола. Он может идти с узлом подмеса, а может — только гребенки без какой-либо дополнительной «нагрузки».
Материалы
Коллектор для теплого пола делают из трех материалов:
- Нержавеющей стали. Самые долговечные и дорогие.
- Латуни. Средняя ценовая категория. При использовании качественного сплава служат очень долго.
- Полипропилена. Самые дешевые. Для работы с невысокими температурами (как в данном случае) полипропилен — неплохое бюджетное решение.
Коллектор для теплого пола на 6 контуров
При установке к подающей гребенке коллектора подключаются входы контуров теплого пола, к гребенке обратного трубопровода — выходы петель. Подключаются они попарно — чтобы проще было регулировать.
Комплектация
При устройстве водяного теплого пола рекомендуют делать все контура одной длины. Необходимо это для того, чтобы теплоотдача каждой петли была одинаковой. Жаль только что этот идеальный вариант встречается нечасто. Намного чаще отличия по длине есть, причем существенные.
Для выравнивания теплоотдачи всех контуров на подающей гребенке ставят расходомеры, на обратной гребенке — регулировочные вентили. Расходомеры — это устройства с прозрачной пластиковой крышкой с нанесенной градуировкой. В пластиковом корпусе находится поплавок, который отмечает с какой скоростью движется теплоноситель в данной петле.
Понятно, что чем меньше проходит теплоносителя, тем прохладнее будет в комнате. Для корректировки температурного режима изменяют расход на каждом контуре. При такой комплектации коллектора для теплого пола делают это вручную при помощи регулировочных вентилей, установленных на обратной гребенке.
Расход изменяют поворотом ручки соответствующего регулятора (на фото выше они белого цвета). Чтобы проще было ориентироваться, при монтаже коллекторного узла, все контура желательно подписать.
Расходомеры (справа) и сервоприводы/сервомоторы (слева)
Такой вариант неплох, но регулировать расход, а значит, и температуру приходится вручную. Это далеко не всегда удобно. Для автоматизации регулировки на входах ставятся сервоприводы. Они работают в паре с комнатными термостатами. В зависимости от ситуации, на сервопривод подается команда закрыть или открыть поток. Таким способом поддержание заданной температуры автоматизируется.
Строение смесительного узла
Смесительная группа для теплого пола может строиться на основе двухходового и трехходового клапана. Если система отопления смешанная — с радиаторами и теплыми полами, то в узле присутствует еще и циркуляционный насос. Даже если в котле имеется свой циркуляционник, все петли теплого пола «продавить» он не сможет. Потому и ставят второй. А тот, который на котле, работает на радиаторы. В таком случае эту группу иногда называют насосно-смесительным узлом.
Схема на трехходовом клапане
Трехходовой клапан — это устройство, которое смешивает два потока воды. В данном случае — это разогретая вода подачи и более холодная вода с обратного трубопровода.
Принцип работы трехходового клапана
Внутри этого клапана установлен подвижный регулирующий сектор, который регулирует интенсивность потока более холодной воды. Управляться этот сектор может от термореле, ручного или электронного термостата.
Схема смесительного узла на трехходовом клапане проста: к выходам клапана подключается подача горячей воды и обратка, а также выход, который идет к подающей гребенке коллектора для теплого пола. После трехходового клапана устанавливается насос, который «давит» воду в сторону подающей гребенки (направление важно!). Чуть дальше насоса установлен температурный зонд от термоголовки, установленной на трехходовом клапане.
Схема смесительной группы для теплого водяного пола на трехходовом клапане
Работает все так:
- От котла поступает горячая вода. В первый момент она пропускается клапаном без подмеса.
- Датчик температуры передает на клапан информацию о том, что вода горячая (температура выше заданной). Трехходовой клапан открывает подмес воды из обратки.
- В таком состоянии система работает до тех пор, пока температура воды не достигнет заданных параметров.
- Трехходовой клапан перекрывает подачу холодной воды.
- В таком состоянии система работает пока вода не станет слишком горячей. Далее снова открывается подмес.
Алгоритм работы несложный и понятный. Но данная схема имеет существенный недостаток — есть возможность того, что при сбоях в контура теплого пола будет подаваться горячая вода напрямую, без подмеса. Так как трубы в теплый пол укладываются в основном из полимеров, при длительном воздействии высоких температур они они могут разрушиться. К сожалению, данный недостаток в этой схеме не устранить.
Обратите внимание, что на схеме выше зеленым цветом нарисована перемычка — байпас. Она нужна для того, чтобы исключить возможность работы котла без расхода. Эта ситуация может возникнуть тогда, когда все запорные вентили на коллекторе для теплого пола будут закрыты. То есть возникнет ситуация, когда расхода теплоносителя не будет совсем. В этом случае, если байпаса в схеме нет, котел может перегреться (даже перегреется наверняка) и сгореть. При наличии байпаса вода с подачи через перемычку (делается трубой, диаметр которой на шаг меньше магистральной) будет подаваться на вход котла. Перегрева не произойдет, все будет работать в штатном режиме до тех пор, пока не появится расход (не понизится температура в одном или нескольких контурах).
Схема на двухходовом клапане
Двухходовой клапан ставится на подаче от котла. На перемычке между подающим и обратным трубопроводом устанавливается балансировочный клапан. Это устройство регулируемое, оно настраивается в зависимости от требуемой температуры подачи (регулируется обычно ключом-шестигранником) . Он определяет количество подаваемой холодной воды.
Двухходовой клапан нужно установить управляемый с датчиком температуры. Как и в предыдущей схеме, датчик ставится после насоса, а насос гонит теплоноситель в сторону гребенки. Только в этом случае изменяется интенсивность подачи горячей воды от котла. Соответственно, меняется температура подаваемой воды на входе насоса (поток холодной настроен и стабилен).
Схема смесительного узла на основе двухходового клапана
Как видите, подмес холодной воды в такой схеме идет всегда, так что в данной схеме попадание воды в контура напрямую от котла невозможно. То есть схему можно назвать более надежной. Но смесительная группа на двухходовом клапане может обеспечить обогрев только 150-200 квадратных метров теплых водяных полов — нет клапанов с большей производительностью.
Выбор параметров клапанов
И двухходовые и трехходовые клапана характеризуются пропускной способностью или производительностью. Это величина, отображающая количество теплоносителя, которое он в состоянии через себя пропустить в единицу времени. Чаще всего выражается в литрах в минуту (л/мин) или в кубометрах в час (м3/час).
Вообще, при проектировании системы, требуется сделать расчет — определить пропускную способность контуров теплого пола, учесть гидравлическое сопротивление и т.п. Но если коллектор для теплого пола собирается своими руками, расчеты делают крайне редко. Чаще основываются на опытных данных, а они таковы:
- клапана с расходом до 2 м3/час могут обеспечить нужны примерно 50-100 кв.м. теплого пола (100 квадратов — с натяжкой при хорошем утеплении).
- если производительность (обозначается иногда как KVS) от 2 м3/час до 4 м3/час, их модно ставить на системы, в которых площадь теплого пола не более 200 квадратов;
- для площадей более 200 м2 требуется производительность более 4 м3/час, но чаще делают два узла подмеса — это получается проще.
Материалы из которых делают клапана — двухходовые и трехходовые — латунь и нержавеющая сталь. При выборе эти элементы стоит брать только фирменные и проверенные — от их работы зависит работа всего теплого пола. Есть три явных лидера по качеству: Овентроп, Эсби, Данфос.
Danfoss трехходовой VMV 15 | 1/2" дюйм | латунь/нержавеющая сталь | 2,5 м3/ч | 120°C | 146€ 10690 руб |
Danfoss трехходовой VMV-20 | 3/4" дюйм | латунь/нержавеющая сталь | 4 м3/ч | 120°C | 152€ 11127 руб |
Danfoss трехходовой VMV-25 | 1" дюйм | латунь/нержавеющая сталь | 6,5 м3/ч | 120°C | 166€ 12152 руб |
Esbe трехходовой VRG 131-15 | 1/2" дюйм | латунь/композит | 2.5 м3/ч | 110°C | 52€ 3806 руб |
Esbe трехходовой VRG 131-20 | 3/4" дюйм | латунь/композит | 4 м3/ч | 110°C | 48€ 3514 руб |
Barberi V07M20NAA | 3/4" дюйм | латунь | 1.6 м3/ч | предел регулировки - 20-43°C | 48€ 3514 руб |
Barberi V07M25NAA | 1" дюйм | латунь | 1.6 м3/ч | предел регулировки - 20-43°C | 48€ 3514 руб |
Barberi 46002000MB | 3/4" дюйм | латунь | 4 м3/ч | 110°C | 31€ 2307руб |
Barberi 46002500MD | 1" дюйм | латунь | 8 м3/ч | 110°C | 40€ 2984руб |
Есть еще один параметр, по которому надо выбирать — пределы регулировки температуры теплоносителя. В характеристиках обычно указывается вилка — минимальная и максимальная температура. Если вы проживаете в Средней Полосе или южнее, на период межсезонья комфортная температура в помещении поддерживается если нижний предел регулировки 30°C или меньше (при 35°C уже жарко). В этом случае пределы регулировки могут выглядеть так: 30-55°C. Для более северных регионах или при плохом утеплении пола берут с пределом регулировки от 35 градусов.При сборе смесительная группа устанавливается перед коллектором для теплого пола. Тогда в контура попадает теплоноситель нужной температуры.
stroychik.ru
Солнечный коллектор для нагрева воды своими руками
В этой публикации представлены результаты объемных исследований блогера Сергея Юрко. Показаны 3 солнечных коллектора, изготовленные мастером своими руками и наиболее эффективный из них — так называемый 3 пленочный коллектор, он нагревает воду до 60 градусов. Есть более простой 2 пленочный, и он способен доводить воду до 55 градусов. Самый простой и самый дешевый 1 пленочный, но он обеспечивает прогрев только до 35 или 40 градусов.
Стоимость одного квадратного метра этих примитивных коллекторов примерно в тысячу раз дешевле заводских аналогов, и поэтому возникает вопрос: а что же такого хорошего в фирменных коллекторах, что они стоят в тысячу раз дороже примитивных, которые может изготовить своими руками любой человек за несколько часов, потратив мизерные деньги.
Будем сравнивать простые коллекторы с дорогими заводскими моделями по эффективности, экономической целесообразности и другим характеристикам. И далеко не всегда это сопоставление в пользу заводских устройств. Ролик на тему: сделаем простейшие солнечные коллекторы и посмотрим, на что они способны. А также выясним, при каких случаях имеет смысл отказаться от дешёвого солнечного тепла с этих примитивных конструкций, чтобы заплатив сотни или тысячи раз дороже, получить такой же эффект от более дорогих устройств.
Личный интерес автора ролика к теме основан на предположении, что заводские солнечные коллекторы являются эволюционным тупиком солнечной тепловой энергетики, поскольку, например, солнечные батареи за последние несколько десятилетий подешевели больше чем в сто раз и график показывает процесс снижения цен. Возникает мысль, что эволюция солнечных коллекторов пошла не по тому пути и поэтому имеет смысл вернуться к самым простым технологиям.
3 простые конструкции коллекторов для нагрева воды от солнца
Черная пленка является единственной, из чего состоит 1-пленочный примитивный коллектор, то есть на пленку наливается вода и очевидно, что во время солнца это вода нагреется. Её можно купить на базаре в любом городе. Мастер приобрел три квадратных метра за 15 гривен. Стоимость коллектора выходит 15 евро цент за квадратный метр.
Но имеет смысл добавить еще одну — прозрачную пленку, которая покроет поверхность нагреваемой воды. Температура нагрева радикально увеличивается, поскольку вторая пленка останавливает испарение воды. Её продают на любом базаре для теплиц и из-за этого второго слоя стоимость коллектора увеличивается до 35 евро центов за квадратный метр.
Но есть еще и 3 пленочный вариант и дополнительная пленка тоже является прозрачной, она увеличит стоимость коллектора до 55 евро центов за квадратный метр.Функция 3 пленки, как и у стекла заводского плоского коллектора, то есть между стеклом и черным абсорбером формируется слой воздуха толщиной несколько сантиметров, воздух является теплоизолятором.
Сколько пленок нужно для хорошего нагрева воды?
Экспериментальные измерения дали неожиданные результаты, поскольку оказалось что в нашем случае результат применения третьей пленки не является таким эффективным, как в случае заводского плоского коллектора — температура нагрева воды увеличивается, но всего лишь на несколько градусов. Причем наша тройка коллекторов может иметь разные конструкции. К примеру 2 пленочная — прозрачная полиэтиленовая пленка, продается на базарах в виде рукава. Вода заливается внутрь рукава, а роль нижней черной пленки выполняют черная поверхность крыши многоэтажки.Аналогичное исследование, но с рукавом из не прозрачной, а черной пленки. Если вторая пленка черная, вариант предпочтительнее только при условии хорошей циркуляция воды через систему. Коллектор нагрел 100 литров воды до 66 градусов. Можно заметить несколько усложнений конструкции, в том числе лист пенополистирола толщинoй 3 сантиметра. но эксперименты показали, что теплоизоляция под коллектором увеличит температуру нагрева, но не радикально.
Эксперимент в августе с нагревом воды при температуре воздуха в тени 35 градусов показал, что пленочный коллектор на хорошей теплоизоляции нагрел воду до 63 градусов и в тот же самый момент другой коллектор нагрел воду до 57 градусов, хотя под ним теплоизоляции нет и его первая пленка лежит прямо на земле.
Дополнительные функции кустарного садового коллектора
Также интересно обратить внимание, что однопленочный коллектор во время дождя выполняет функцию сбора дождевой воды что для некоторых домов и местности может оказаться актуальным. кроме этого, 1 пленочные и 2 пленочные коллекторе ночью могут выполнять функцию градирни, то есть они отбирают тепло из воды, используемой для систем охлаждения. Можно использовать в режиме, когда днем через них циркулирует вода, которую нужно нагревать. а ночью коллектор охлаждает воду баков. днем вода из них используется для отбора тепла. в результате чего она нагревается. и поэтому следующей ночью ее нужно опять охлаждать коллекторами.
Интересно заметить, что высота воды в коллекторах может превышать несколько сантиметров. они являются одновременно и солнечным коллекторам и баком для горячей воды. То есть они работают как хорошо известная черная бочка на летнем душе.
Но очевидно, что после исчезновения солнца вода в коллекторе охлаждается. Для этого случая может оказаться интересным коллектор с тремя слоями пленки, вода в котором охлаждается медленно.
На фото. Стоимость заводских тепловых коллекторов в тысячу раз дороже представленных самодельных.
Статистика по измерениям эффективности самодельных и заводских солнечных нагревателей
1 августа проводил эксперимент по измерению производительности 2 пленочного коллектора. На протяжении солнечного дня измерял температуру воды и заносил в таблицу.
насколько эффективен нагреватель воды с пленкойВ следующий таблице интерпретация полученных результатов, в столбце количество теплоты, которую реально производил коллектор.Описано в примечании фото, как рассчитывалось по результатам измерений температуры. В другом столбце количество солнечной радиации, которая попала на солнечный коллектор. причем важно заметить, что она зависит от угла солнца над горизонтом, точнее от синуса этого угла.
Интересно, что в данный временной промежуток производство тепла коллектором было больше, чем количество солнечной радиации. но никакого парадокса нет, если обратить внимание на разницу температур. В это время температура воздуха была больше, чем воды в коллекторе, и поэтому она нагревалась не только из-за поглощения солнечной радиации, но и вследствие нагрева от более теплого воздуха. но в другие временные промежутки вода была уже теплее воздуха. причем, чем больше разница температур, тем больше тепловые утечки из воды в окружающий воздух. тем меньше полезного тепла производят коллектор. Можно прийти к выводу, что как только температура воды достигнет примерно 60 градусов, она прекратит нагреваться, поскольку упомянутые тепловые утечки сравняются с поступлением энергии Солнца в коллектор.
В правом крайнем столбце таблицы зафиксирована измеренная мощность нагрева коллектора на единицу площади, ее можно сравнить с столбцом с мощностью нагрева одного квадратного метра заводского коллектора в тех же условиях. Описано, как вычислял мощности. Один квадратный метр заводской модели имеет преимущество над такой же площадью самодельного только при работе на высоких температурах воды. а если нужно греть воду с температурой выше 60-70 градусов, то кустарный коллектор не сможет работать вообще. в то же время 1 квадратный метр самодельного теплообменника произведет тепла заметно больше, чем один квадратный метр фабричного, когда температура воды меньше температуры окружающего воздуха.
Результаты объясняются энергетическими характеристиками 2 пленочного коллектора.
А это оценка характеристик других типа примитивных нагревателей.
Приблизительные характеристики заводских плоских коллекторов, представленных в паспорте.
В интернете можно найти такие характеристики практически для любой марки. По таблице видно, что фирменный обменник тепла имеет преимущество по этому коэффициенту, благодаря чему он способен работать на высоких температурах. но с другой стороны самопальный коллектор работает намного лучше заводского в случае, если нужно подогреть воду с температурой ниже воздуха. Например, если нужно нагревать 10 градусную воду подземной скважины во время 30-градусной жары. дело в том, что коэффициент корректнее называть не тепловыми потерями, а коэффициентом теплообмена. Поскольку если вода в коллекторе холоднее воздуха, то в коллекторе нет тепловых потерь, а наоборот, из более теплого воздуха в него поступает дополнительное тепло. Данный коэффициент интерпретируется так, что если разница температур между водой и воздухом увеличивается на 1 градус, то обмен тепла через каждый квадратный метр коллектора увеличивается на 20 ватт.
Эта характеристика (оптический КПД) показывает кпд преобразования солнечной радиации в полезное тепло в условиях, когда температура теплоносителя в коллекторе равна температуре окружающего среды. В примечании описано, почему у простейших коллекторов этот показатель немного лучше, чем у заводских. Но это указан кпд нового чистого коллектора, а примитивные очень чувствительны к грязи. Текст ниже описывает, как много грязи накапливается в них течение эксплуатации.
Грязь и пузырьки в простых самодельных коллекторах
* В воду 1-пленочного коллектора извне приходит очень много разнообразной грязи. В 2-х и 3-пленочных устройствах эта проблема выражается в пылевом налете на верхней пленке, и после высыхания воды дождя или росы эта грязь группируется в непрозрачные пятна, которые могут очень заметно уменьшить КПД коллектора. Но с другой стороны, есть несколько несложных способов удалять эту грязь после дождя.* Из воды тоже выпадает много грязи в виде мелких хлопьев на поверхности воды или крупных хлопьев на дне. Эти выпадения усиливаются из-за нагрева воды.* Также накапливается «белый налет» (на верху 1-й и низу 2-й пленки), который заметно снижает КПД. Он прикрепляется к пленкам очень прочно, т.е. потоком воды не удаляется (и щеткой он оттирается с большим трудом и не полностью). Возможно, это выпадение солей из нагретой воды, возможно, это последствия разложения полиэтиленовых пленок.* Часть грязи в коллекторе может быть объяснена продуктами разложения полиэтилена вследствие УФ-радиации и высокой температуры. Обычно полиэтилен разлагается на перекись водорода, альдегиды и кетоны. В основном, это газы или жидкости, хорошо растворимые в воде. т.е. в осадок они вроде бы не должны выпадать.* КПД коллектора также снижается из-за большого количества газовых пузырьков (диаметром до нескольких миллиметров на верху 1-й и низу 2-й пленки), которые выделяются при нагреве воды (При нагреве уменьшается растворимость газов в воде). Интересно, что при расположении коллектора на земле на его 1-й пленке пузырьков практически нет (но они есть на низу 2-й)* Под 2-й пленкой могут образовываться большие пузыри, а также воздух в складках. Эти участки быстро запотевают, и это уменьшает КПД.* На краях коллектора 2-я пленка может не прилегать к воде: на таких участках низ запотевает и поэтому плохо пропускает солнечную радиацию.* В 3-пленочных коллекторах могут быть запотевания низа 3-й пленки. Это случается при неправильной установке 2-й пленки (из-за чего пар из коллектора может проникать под 3-ю пленку) или из-за её повреждений. В таких случаях нужно устанавливать 3-ю пленку так, чтобы ветер слегка вентилировал пространство между нею и 3 слоем.
Загрязнение воды коллекторов из-за разложения полиэтиленовых пленок
Это разложение будет из-за одновременного воздействия кислорода воздуха, ультрафиолетовой солнечной радиации и температуры 50-60 град. Полиэтилен разлагается на альдегиды, кетоны, перекись водорода и др.При нагреве в коллекторе каждого 1 куб. м воды его полиэтиленовые пленки будут выделять порядка 1 г продуктов разложения (На 1 кв. м коллектора приходится около 100 г 1-й и 2-й пленок, и за время своей службы они выделят, по очень приблизительным оценкам, около 10 г «продуктов разложения» и нагреют порядка 10 куб. м воды). Но непонятно, сколько из этих 1 мг/ литр перейдет в воду, а сколько улетит в атмосферу, выпадет в осадок на дне коллектора и бака горячей воды, перейдет в тот «белый налет» (о котором я говорил в предыдущем тексте), не выйдет за пределы массы полиэтиленаКроме того, непонятно благоприятное влияние на очистку воды вследствие ее пребывания и нагрева в коллекторе (а там из нее выпадает очень много осадка), а также вследствие пребывания в баке горячей воды. Таким образом, по приблизительным оценкам, в воду поступит 0,1-0.5 мг / литр продуктов разложения полиэтилена, которые распределятся между десятками хим. веществ с концентрациями по 0.001-0,1 мг на литр нагреваемой воды. Поскольку это недалеко от ПДК вредных веществ, консультация с СЭС лишней не будет. Например, согласно стандарту ГН 2.1.5.689-98 «Предельно допустимые концентрации (ПДК) химических веществ в воде водных объектов хозяйственно-питьевого и культурно-бытового водопользования»:— Есть ограничения по 13 шт. альдегидов — ПДК от 0,003 мг / литр до 1 мг / литр, например, ПДК формальдегида — 0.05 мг / литр, а самые жесткие требования к бензальдегиду — 0.003 мг / литр— ПДК перекиси водорода — 0,1 мг / литр— По 3 шт. экзотических кетонов тоже есть ограничения с ПДК 0,1-1,0 мг / литр
Выводы:
1) Если вода «застоялась» коллекторах, то концентрация «продуктов разложения» в ней будет в разы или десятки раз больше. Возможно, такую воду лучше выбрасывать.2) Желательно использовать более тонкие пленки (они будут давать меньше «продуктов разложения»).3) Пленки желательно как можно стабилизированные. Например, тепличная предпочтительнее обычной (не подкрашенной) полиэтиленовой, она стабилизируется против воздействия УФ-радиации. Другой пример: полиэтилен высокой плотности медленнее разлагается из-за высокой температуры, чем низкой плотности.4) Отношение площади коллекторов к потребности объекта (в горячей воде) желательно как можно меньше. Т.е., например, при суточной потребности 10 куб. м горячей воды, станция с 50 кв.м. коллекторов дает загрязнение (концентрация вредных веществ) воды в десятки раз меньше, чем станция с 500 кв.м. коллекторов, в том числе и из-за более низкой температуры нагрева воды коллекторами, что уменьшает скорость разложения полиэтилена.5) Если 2-я пленка коллекторов будет черная (а не прозрачная), то загрязнение воды должно быть в разы меньше (поскольку УФ-излучение проникает только в верхний слой 2-й пленки).6) Можно подумать над таким вариантом работы солнечной станции, когда коллекторы нагреваюттехническую воду, которая затем передает свое тепло через теплообменник чистой воде ГВС.
Какую лучше применять пленку для сбора солнечного тепла — черную или прозрачную ?
Оптический кпд заметно уменьшается из-за воздушных пузырьков и запотевания второго слоя пленки коллектора. это к тому, что кпд реально эксплуатируемого устройства по всему сроку эксплуатации окажется на несколько десятков процентов меньше. Поэтому не имеет смысла стремиться к дорогим пленкам с большой долговечностью, поскольку за несколько месяцев эксплуатации на них накопится столько грязи, что пленки захочется заменить. Из-за таких проблем с разнообразной грязью склоняемся к тому, что 2 пленка должна быть все таки непрозрачной, а черной.
У этого коллектора черная пленка и нет радикального уменьшения кпд из-за грязи. Но у него есть проблема — солнце нагревает только тонкий верхний слой воды. Тем не менее существует несколько вариантов решения проблемы, которые будут получены после исследований.
Важно иметь ввиду что ветер увеличивает коэффициент теплопотерь примитивных коллекторов, а в случае однопленочного это влияние ветра может быть радикальным, так как увеличиваются потери тепла из коллектора вследствие испарения воды и может дойти до того, что даже в идеально солнечный день, но при сильном ветре и низкой влажности 1-пленочный сможет нагреть воду только на несколько градусов выше температуры окружающего воздуха. Кроме этого коэффициент к1 нужно увеличить на несколько десятков процентов, если под коллектором нет теплоизоляции и он лежит непосредственно на земле, на поверхности крыши и тому подобное.
Во 2 серии этого фильма сравниваются примитивные и заводские коллекторы по темам работы зимой, простоте подключения, экономической целесообразности, областям применения на практике.
Обсуждение здесь.
Вторая часть (о работе зимой)
3, 4 серии (техобслуживание)
Другие ссылки:— Конструкция и технология того сверх дешевого солнечного нагревателя:
— Эксперимент с заливкой воды в рукав полиэтиленовой пленки:
izobreteniya.net
Водяной солнечный коллектор
Содержание [скрыть]
Изобилие солнечного света и тепла летом, страстное желание или потребность добиться реальной экономии в отоплении и горячем водоснабжении заставляют многочисленных умельцев придумывать и реализовывать в металле самые интересные с их точки зрения проекты солнечного водяного коллектора.
Но, как всегда, умные люди советуют – перед тем, как приниматься за изготовление водяного солнечного коллектора своими руками, познакомьтесь с готовыми конструкциями, воплощенными в реальность. Сложно сказать, достигнута ли главная цель и получен требуемый эффект преобразования солнечного тепла в водяное. Как правило, информация об этом у мастеров отсутствует.
Поэтому перед изготовлением водяного солнечного коллектора проанализируйте и ответьте сами себе на простые вопросы:
- Какое количество горячей воды необходимо, и для каких целей предполагается его использовать;
- Какие параметры водяного солнечного коллектора удовлетворят потребителя;
- Оправдают ли себя средства и время, потраченные на поставленные цели.
Совет! Для изготовления водяного солнечного коллектора необходимо иметь хотя бы примитивные знания о водяном солнечном коллекторе и теплопередаче на уровне выпускника советского техникума.
Цели и задачи изготовления водяного солнечного коллектора
Стоит напомнить, что для солнечного потока максимальная падающая тепловая энергия в среднем составляет 800Вт/ч на метр в квадрате в летнее время. Для систем водяного отопления современного дома или квартиры этого явно недостаточно. Например, при отапливаемой площади в 50м2 минимальные тепловые потребности составят не менее 7-8кВт/ч, в зависимости от состояния жилья, значит, при 100% КПД устройства потребуется, как минимум, 10м2 солнечного коллектора.
А вот как альтернатива электрической бойлерной системе водяной солнечный коллектор вполне потянет. При условии наличия в системе теплоаккумулятора и водяного насоса.
Важно! Цена простейшего китайского плоского водяного коллектора тепловой мощностью в 1,1квт, нормального качества, не превышает 150 евро. Примем для проекта, что стоимость материалов и вспомогательных устройств, использованных для постройки водяного солнечного коллектора, не должна превысить 130-150 евро. В противном случае затраты не оправдывают цели.
Подбираем конструкцию водяного солнечного коллектора
В качестве рабочей модели используем стандартную и многократно проверенную конструкцию с использованием набора параллельных нагреваемых трубок. Самый сложный вопрос – материалы. Среди многочисленных вариантов солнечных водяных любительских конструкций можно выбрать наиболее подходящую схему, при условии:
- Длина единичной нагреваемой трубки от подводящей общей трубы до водосборной трубы не должна превышать 70см для горизонтальной схемы и 200см для вертикальной. Размер получен практическим подбором.
- Шаг между теплоприемными трубами не должен превышать величину 10 диаметров для медного исполнения и 5 диаметров для алюминиевого. Это связано, прежде всего, с необходимостью эффективно собирать тепло с поверхности теплового экрана-поглотителя солнечного тепла. При более высоком шаге ухудшается теплосъем и увеличиваются потери, при меньшем шаге растут затраты на материалы без значительного повышения эффективности водяного коллектора.
- В комплекте с солнечным водяным коллектором необходимо подключить бойлер с внутренним дополнительным теплообменником и насос с производительностью в пределах 100-150лч горячей воды.
Достаточно часто встречаются конструкции водяных коллекторов с использованием разнообразных теплообменников от старых холодильников и подобные им устройства. Сам по себе такой теплообменник, впаянный в лист меди или закрепленный на тепловом экране, даст в солнечный день максимум пол-литра кипятка в час. Более рационально использовать его медную трубку для изготовления нагреваемых трубок водяного солнечного коллектора.
Для солнечного водяного коллектора потребуется определенное количество медных трубок, флюса и оловянно-свинцового припоя, листовой меди.
Для коллектора в габаритах 200х70см необходимо:
- Трубки медной, диаметром 12-15мм - 4,2м, стоимость оценочно в 20-25дол.;
- Трубки нагреваемой, медной, диаметром 8мм – 30м, стоимость – 90дол;
- Листовой меди, шириной 100мм и толщиной 1мм – 20м, цена - до 20дол;
- Припоя ПОС-9 и спиртово-канифольного флюса 300 и 100гр соответственно -5дол.
Итог: средняя стоимость материалов оценивается в 140-150дол., что примерно сопоставимо с требованиями к себестоимости проекта водяного коллектора солнечного света.
Изготавливаем теплообменник водяного солнечного коллектора
Перед пайкой и сборкой потребуется провести разметку и раскройку материала. Места сверления отмечаем ударом остро заточенного пробойника.
Сверловку отверстий выполняем только на сверлильном станке, аккуратно снимаем заусенцы.
Перед сборкой и пайкой нагреваем места пайки газовой горелкой, обрабатываем флюсом и облуживаем припоем все места пайки. Тонкие нагреваемые трубки лудим по всей длине в местах будущего крепления экрана-поглотителя.
В процессе спаянные места оборачиваем мокрой ветошью для исключения расплавления спая из-за перегрева теплообменника.
Вторым заходом вырезаем полоски меди так, чтобы они образовали сплошной лист. Не пытайтесь припаивать один сплошной лист, это сложнее чем вы думаете, и потребует специального оборудования.
На концах подводной и отводной трубы запаивают штуцера для крепления труб, соединяющих солнечный коллектор с бойлером или водяным теплоаккумулятором.
Для исключения возможных деформаций конструкции коллектора теплообменник можно поместить в коробку или на навесную раму. Как правило, дно коробки выстилают теплоизоляционным матом и дополнительно задувают строительной пеной.
До монтажа в короб необходимо провести проверку герметичности пайки. Для этого следует один из штуцеров заглушить с помощью резьбовой пробки на уплотнительной фум-ленте. Ко второму штуцеру подводится давление от строительного или автомобильного компрессора. Каждый стык пайки последовательно обмазывается мыльным раствором, подобно проверке на утечку газа. В случае наличия пузырей брак необходимо перепаять.
Покрытие для водяного солнечного коллектора
Отдельная тема – нанесение покрытия, чем обычно козыряют все продавцы водяных солнечных коллекторов, промышленного изготовления. Для нанесения абсолютно черного покрытия использует лак в аэрозольной упаковке и кусок резины. Перед выполнением работ поверхность теплообменника необходимо обработать спиртом или ацетоном.
Все работы выполняются на открытом воздухе, на сквозняке, используя респиратор. Перед нанесением покрытия располагаем коллектор так, чтобы нагреваемые трубки стояли вертикально, и зажигаем резину. Последовательно распыляем лак, и через секунду подносим коптящее пламя резины на расстояние, обеспечивающее осаждение сажи на тонкий слой лака. Работу лучше выполнять в несколько заходов, пока не будет получено сплошное черное сажевое покрытие. После окончательного высыхания лака покрытие хорошо держится на медной поверхности. Можно в качестве эксперимента нанести повторный слой лака, но зачастую он не нужен.
Готовый водяной коллектор монтируется в короб и закрывается листом прозрачного поликарбоната. Он лучше и легче стекла, не боится тепловых перегрузок от солнечного света, ударов, благодаря специальной защитной пленке более долговечен в использовании, даже на открытом солнце. Но, в отличие от минерального стекла, поликарбонат имеет высокий коэффициент теплового расширения, примерно на 1м величина изменения составляет 3мм. Поэтому лист крепится на поверхность водяного коллектора с использованием специальных теплокомпенсирующих подкладок и шайб, герметика, устойчивого к солнечному излучению.
Перед герметичной упаковкой коллектора в корпус в нижней части можно уложить пару мешочков с силикагелем или фирменных поглотителей влаги и водяных паров.
bouw.ru
Коллектор для воды на даче
На помощь приходят трубы из полипропилена. Они и все фитинги к ним стоят дёшево, отлично коммутируются, да и монтаж не требует специальных навыков. Быстро, чисто, аккуратно.
Первое, что нужно сделать, это пойти в магазин и раскошелиться на фитинги и коллектор:
Это тройники, муфты с различной резьбой (внутренне и внешней), штуцеры для шлангов, тройники, крестовины. Покупаем то, что нужно, но с запасом.На фото в верхнем правом углу - коллектор на два вентиля. Есть в продаже и на большее число вентилей, но я взял на два, остальные в случае необходимости доставлю сам.Коллектор 20х40 означает, что выходы с него подключаются к 20-той трубе (аналог 1/2), а сам корпус ориентирован на трубу с диаметром 40. Поскольку у меня нет 40-вой трубы в водопроводе, то я взял два переходника 2х40.
Ещё понадобятся клещи для резки полипропилиновых труб и собственно отрезок трубы, частями которого будете приваривать различные фитинги к коллектору.
Ну и конечно же паяльник для полипропиленовых труб (ещё в народе называют "сварочный аппарат") с различными насадками, и в нашем случае это - 20 и 40: Второе - прикидываем на столе, сколько будет выходов на коллекторе, и какими они будут.Нарезаем из трубы труборезом различные отрезки-сгоны, раскладываем муфты и переходники.
Нагреваем паяльник, начинаем пайку:
Только при нагревании держать трубу надо ровно, и так же ровно её вставлять, даже чуть-чуть вкручивать, в свариваемый фитинг. Предварительно конечно лучше потренероваться, благо всё это полипропиленовое добро стоит не дорого.Далее пошаговая сборка моего коллектора на два штуцера для шлангов (до коллектора у меня будет стоять вентиль с регулируемым напором воды) и различными резервными отводами (один запапаял заглушкой):
И так, мой коллектор имеет вход (я чуть наискосок сделал, чтобы удобней было его вкрутить в трубу) с внешней резьбой, два выхода с вентилями на поливочные шланги (в муфту вкручены металлические штуцеры 20-1/2) и выход на другую трубу (внутрення резьба) + боковой запаянный отвод (на будущее для ещё одного вентиля).Пример подключения садовых (поливочных шлангов) на дачном участке:
И ещё примеры использования полипропиленовой пайки на даче.
Меняем шланг на трубу:
Насадка на шланг любой формы (в данном примере для наполнения бака, который находится на высоте):дача,
Виджет от SocialMart Оцените статью: {[['']]} Ярлыки: дачаwww.remont-svoimi-rykami.ru