Обогрев бассейна солнечной панелью

Подогрев бассейна солнечными коллекторами — устройство и принцип работы

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

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

Типы коллекторов для подогрева бассейнов

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

Для нагрева воды используют несколько видов солнечных водонагревателей:

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

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

Трубчатые гелиоколлекторы

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

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

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

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

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

Панельные гелиоколлекторы

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

короб из алюминия;

верхняя прозрачная панель из толстостенного стекла;

абсорбер — металлическая пластина, с нанесенным селективным слоем;

теплообменник, изготовленный из медных или алюминиевых трубок.

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

Пирамидальные коллекторы

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

Принцип работы гелиопирамиды следующий:

установка подключается к насосной станции;

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

вся конструкция ставится на отражатель;

вода нагревается и принудительно закачивается в бассейн;

гелионагреватель работает в постоянном режиме.

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

Гибкие коллекторы

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

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

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

Коврик для нагрева воды от солнечной энергии

Как происходит нагрев бассейна солнечным коллектором

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

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

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

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

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

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

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

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

Коллекторы для бассейнов заводского производства

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

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

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

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

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

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

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

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

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

Как сделать коллектор для бассейна своими руками

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

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

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

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

Источник

Подогрев бассейна солнечными батареями: принцип работы и их виды

Владельцы дач или загородных участков стремятся обустроить их так, чтобы обеспечить себе, своей семье и гостям максимальный комфорт. С этой целью там появляются зоны отдыха, беседки, светильники, аккуратные искусственные пруды и бассейны — маленькие, средние либо большие. Независимо от размера любая чаша с водой должна иметь подходящую и постоянную температуру, идеальную для купания людей. Летом вода нагревается естественным образом, однако надеяться на такое «чудо» каждый день довольно легкомысленно, так как погода любит преподносить сюрпризы. Самый лучший способ обеспечить комфортную температуру всегда — подогрев бассейна солнечными батареями. Такие коллекторы будут выполнять свою «миссию» даже в те дни, когда светило прячется за облаками.

Принцип работы солнечных батарей

Уже довольно давно человечество ищет альтернативные источники энергии. И солнце в этом списке пока занимает первое место. С наступлением весны и до поздней осени светило отдает достаточное количество тепловой энергии, которой хватает для подогрева воды, для обогрева помещений. Есть несколько видов таких приборов: они несколько отличаются конструктивно, однако все батареи, «крадущие» бесплатное тепло, работают по одному принципу. Солнечный коллектор — панель, внутри которой находится система из металлических (или других) труб.

1. Этот аккумулятор-теплообменник поглощает солнечную энергию. Благодаря накопленному теплу нагревается жидкость, циркулирующая в нем.
2. Теплая вода, нагретая солнечными лучами, сбрасывается в бассейн, а со дна чаши поступает новая порция жидкости, еще холодная.
3. Цикл снова повторяется. За непрерывную циркуляцию отвечает насос. Система функционирует без сбоев даже при пасмурной погоде.

Постоянный, всесезонный подогрев бассейна солнечными батареями — способ невозможный. Эти конструкции обеспечить постоянно теплую воду не в состоянии, так как они достаточно эффективны только в жаркую погоду. Однако снизить расходы на обогрев воды можно: для этого в тот период времени (например, с вечера до утра), когда чаша не используется, ее накрывают тентом или другой подобной защитой.

Подогрев бассейна солнечными батареями: плюсы и минусы

Знание всех преимуществ и оценка серьезности недостатков аккумулирующего устройства поможет сделать правильный выбор: либо решиться на «подвиг» и установить оборудование, либо отказаться от этого способа.

К достоинствам солнечных коллекторов с полным правом относится:

1. Небольшая цена некоторых моделей, она позволяет обзавестись батареями для бассейна, но не потратить на эти приобретения слишком много средств.
2. Простота эксплуатации и установки. Подключить аккумулирующую конструкцию довольно легко самостоятельно, особенного ухода она тоже не требует.
3. Объем нагретой воды. Его можно увеличить, если купить несколько солнечных батарей. Чем больше их количества, тем теплее будет вода. Это условие более важно для больших бассейнов.
4. Несложность устройства, дающая шанс создать такое оборудование собственными силами, с минимальными затратами.
5. Возможность получить теплую воду в то время, когда случаются перебои с электричеством.
6. Шанс плавать в закрытом бассейне даже в холодное время года.
7. Долговечность, экологичность оборудования.

Недостатки этого альтернативного способа:

• подогрев бассейна солнечными батареями будет эффективен только в жаркие дни, когда на небе нет ни облака;
• присутствие в системе электронасоса — фактор, предполагающий дополнительные траты на коммунальные услуги;
• зависимость эффективности солнечных коллекторов от климата в регионе.

Нередко всего один коллектор не может гарантировать качественную работу, однако эта альтернатива чаще и не рассматривается в роли единственного способа получения тепла. Недостатки не так серьезны, чтобы пренебрегать возможностью использовать солнечную энергию. Особенно важно это для тех участков, где с постоянными источниками электричества нередко бывают проблемы.

Что входит в систему для подогрева бассейна?

Подогрев бассейна солнечными батареями — способ, предполагающий наличие нескольких элементов. К ним относится:

• коллектор;
• насос, который обеспечивает непрерывную циркуляцию воды;
• фильтры для него, они очищают поступающую в коллектор жидкость от мусора;
• клапаны (автоматический, отводной), благодаря которым подается и отводится вода.

Из бассейна жидкость, проходящая через фильтры, насосом закачивается в систему, состоящую из труб. На входе в этот теплообменник находится датчик, определяющий температуру воды в бассейне. Если она ниже заданного значения, а коллектор уже собрал достаточное количества тепла, то жидкость поступает в теплообменник благодаря отводному клапану, получившему команду направить поток через теплообменник. Точно также, при помощи датчика и насоса, нагретая вода сбрасывается обратно в бассейн. Когда коллектор остывает, жидкость циркулировать перестает.

Виды солнечных коллекторов

Гелиосистемы, предназначенные для искусственных водоемов, отличаются типом конструкции и внутренним устройством. Эти особенности влияют на производительность, а значит, на потенциальную окупаемость оборудования.

Типы конструкций

Все солнечные батареи можно условно разделить на 2 вида: открытые и закрытые.

1. Открытые аккумуляторы — это чаще резиновые шланги, намотанные спиралью, которую закрепляют на основании, но не закрывают стеклом. Такие коллекторы просты, однако эффективны эти приборы только в жаркую погоду. По этой причине их используют (часто создав самостоятельно) для подогрева небольших бассейнов.
2. Закрытые коллекторы. В этом случае теплообменник спрятан за стеклом, которое предотвращает большие теплопотери. Такие конструкции уже могут достаточно эффективно работать в любое время года. Для них главное — ясная, солнечная погода.

Чтобы гарантировать эффективность будущего прибора, сначала надо познакомиться с видами закрытых систем.

Виды теплообменников

Устройство самого аккумулирующего элемента (абсорбера) коллектора — второе различие систем. Бывают солнечные приборы вакуумные (трубчатые), панельные, пирамидальные, гибкие.

Вакуумные

Эти коллекторы — система вакуумных (полых) стеклянных колб. Они могут быть одностенными либо двустенными. Из полости колб выкачан кислород, так как вакуум является идеальным теплоизолятором. В роли теплообменника выступают медные трубы, внутри которых циркулирует теплоноситель — в нашем случае это жидкость. К ним подключен сборный распределитель, его задача — направление теплоносителя в бассейн, или наоборот.

Преимущество вакуумных моделей — высокая эффективность в любую погоду, даже в пасмурные дни, в отопительный сезон. Зимой вакуумные коллекторы, используемые вместе с традиционными источниками тепла, смогут сберечь до 20% тепловой энергии.

Панельные

Это еще один популярный вид, который часто используют для дач и частных домов. Панели состоят из алюминиевого короба, металлической пластины-абсорбера (поглотителя тепла), теплообменника из металлических труб и закаленного стекла, обеспечивающего герметичность оборудования. Пластину располагают вплотную к трубам с циркулирующим теплоносителем, после нагрева вода направляется в бассейн, а ее место занимает холодная.

Такие модели особенно эффективны в солнечную погоду, в холодное время года их КПД снижается. По этой причине панельные водонагреватели рекомендуют покупать для регионов с теплым либо умеренным климатом.

Пирамидальные

Эти конструкции, в отличие от двух предыдущих, применяют только в бытовых условиях. Летом такая установка позволяет нагреть воду в бассейне до 23-25°. Солнечная пирамида состоит из гибкого шланга (диаметр его от 25 до 40 мм), установленного на отражатель. Сверху устройство закрывают стеклом, или оставляют открытым. Конструкцию подключают к насосу и бассейну.

Достоинство небольшой пирамидальной системы — ее компактность, однако подогрев бассейна с помощью таких устройств не слишком популярен. Причина — небольшая теплоэффективность этих мини-пирамид.

Гибкие

Такие конструкции относятся к открытому типу. Это небольшие резиновые (пластиковые) коврики, внутри которых находятся каналы, предназначенные для циркуляции теплоносителя. Все элементы соединены в единую систему, которую подключают к насосу. Данные устройства эффективны в солнечную погоду: они способны быстро нагревать воду и поддерживать необходимую температуру.

Этот вариант можно назвать мобильным, так как систему легко свернуть или разложить на любой поверхности. Размеры этих ковриков зависят лишь от объема бассейна. Насос к ним тоже подбирают индивидуально.

Как выбрать систему подогрева бассейна?

Чтобы приобрести подходящее солнечное оборудование, необходимо корректно определить его мощность, а также общую площадь коллектора. Другие темы для размышлений — количество солнечных дней в тот период, когда будет использоваться бассейн, и потенциальный расход теплой воды для него.

Для того чтобы определить общую площадь солнечной батареи, понадобится:

• учесть вид резервуара: закрытый или открытый бассейн;
• подобрать оптимальное место для установки нагревательной системы;
• выбрать тип солнечного коллектора, найти правильный угол наклона, его ориентированность;
• обратить внимание на особенности бассейна: на глубину, площадь, объем, тип укрывного материала, цвет покрытия резервуара;
• определить идеальные температурные значения для местности, необходимую интенсивность подачи подогретой воды.

Для любого бассейна эти расчеты индивидуальны, однако есть и общие правила. При открытых искусственных водоемах площадь батарей должна составлять 70-100% от площади резервуара. Для закрытых конструкций — 50-70%.

Подогрев бассейна солнечными батареями – операция, зависящая от нескольких факторов. Если искусственный водоем предназначается для коммерческого использования, то идеальным вариантом станет покупка вакуумного оборудования: оно даст возможность круглогодичной работы бассейна. О полноценном подогреве с помощью одного солнечного оборудования мечтать не приходится, но такие гелиосистемы смогут компенсировать примерно 40% затрат.

Панельные водонагреватели рекомендуют приобретать, если чашу с водой хозяева планируют использовать только в период купального сезона. В этом случае результат будет достигнут, однако зимой эффективность этих устройств заметно падает.

Пирамидальные или гибкие солнечные коллекторы — хороший вариант для небольших бассейнов открытого типа. Если закрывать емкость на то время суток, когда купаться никто не собирается, то теплопотери можно сократить примерно в 2 раза.

Самодельные солнечные батареи

Многие владельцы оценили возможности и преимущества солнечных коллекторов, но их большой минус — невообразимая цена — иногда отбивает желание делать такие покупки. В этом случае можно попробовать соорудить не слишком сложные модели собственноручно. Они будут выполнять свои обязанности, однако обойдутся дешевле в 2 или 3 раза.

Пирамидальный солнечный коллектор

Первым делом рассчитывают длину и толщину основного элемента — шланга. Обычная скорость циркуляции воды в подобных системах бассейнов составляет 0,4-0,7 м/с. Такое значение в жаркое время дня может обеспечить метровый шланг, имеющий сечение 25 мм: он гарантирует около 3,5 л горячей воды в час. Объем бассейна и этот показатель берут за основу, занимаясь расчетами длины шланга. Точность в этом случае недостижима, потому что на нагрев воды влияют погодные условия, интенсивность использования водоема, наличие либо отсутствие укрывного материала и т. д.

Для создания пирамиды лучше использовать ПНД трубы, имеющие черный цвет, так как они притягивают солнечную энергию. Самый удобный каркас для них — пирамида, сделанная из бруса. Для ее изготовления потребуется лист фанеры, его площадь — 1м 2 . Для повышения эффективности самодельного оборудования на основу наклеивают какой-либо фольгированный материал. Затем в центре листа крепят стойку-брус.

Углы с этой вершиной соединяют такими же брусками, обрезанными с торцов под определенным градусом. На получившуюся «подставку» спиралью наматывают трубу, расстояние между витками составляет 15 мм. К элементам деревянной пирамиды трубы крепят хомутами. Концы шланга подсоединяют: на подачу — к насосной системе бассейна, обратку — напрямую к бассейну.

Панельное оборудование

Максимально близкое расположение солнечной панели к бассейну — способ предотвратить возможные теплопотери, поэтому первый шаг — определение места для гелиоколлектора. Его поверхность должна быть обращена на юг. Лучше ориентироваться на солнце, находящееся на небосводе в полдень.

1. Выбранный участок подготавливают: расчищают и снимают дернину. Дно устилают геотекстилем, засыпают до уровня земли песком, потом щебнем.
2. Сверху укладывают твердое покрытие, например, тротуарную плитку. Затем накрывают поверхность гидроизоляционным материалом.
3. Из бруса (50х50 мм) сколачивают каркас для короба. Снизу к нему крепят фанерный лист. Ребра щита усиливают монтажными уголками. С их же помощью делают выступы, предназначенные для фиксации труб.
4. Отдельно создают каркас для фиксации панели в наклонном положении. Его устанавливают на подготовленной площадке. Щит крепят к нему тыльной стороной. По его периметру фиксируют рейки с вырезанными пазами под стекло.
5. Конструкцию красят черной матовой краской. После ее высыхания рядами укладывают такой же (черный) шланг. Расстояние между ними — 45 мм. Для соединения элементов используют фитинги — муфты, уголки. К выступам на щите теплообменник присоединяют хомутами.

После окончание операции конструкцию подключают к насосной станции, затем делают пробный запуск. Если все в порядке, и протечек не обнаруживается, то фиксируют стекло (стеклопакет). Его замена — поликарбонат без защитного покрытия от воздействия ультрафиолета. Все зазоры между рамой и материалом заполняют герметиком. Для более комфортного и эффективного использования солнечной батареи систему оснащают автоматикой с датчиками температуры воды.

Как гарантировать эффективность?

Есть несколько рекомендаций, которые помогут «выжать» из «солнечной системы» максимум пользы.

1. Самое лучшее место для солнечного оборудования — крыша, но для бассейна это не лучший вариант. Если свободного места около водоема нет, то при установке на крыше надо следить, чтобы оборудование было удалено от него на минимально возможное расстояние.
2. Приобретение одного недорогого коллектора и самостоятельное изготовление второго, аналогичного (по той же схеме), позволит сэкономить средства, но добиться хороших результатов.
3. Если в течение всего дня участок, предназначенный для коллектора, освещается менее 5 часов, то максимальной отдачи от оборудования ждать нельзя.
4. Лицевая сторона солнечной батареи должна быть направлена в южную сторону. Допустимое отклонение составляет 45°.
5. Горизонтальное положение оптимально. Максимальный наклон при вертикальной установке должен быть 30°.
6. После окончания купального сезона из коллектора обязательно сливают воду.

Подогрев бассейна солнечными батареями — способ рациональный, поэтому рассмотреть этот альтернативный метод получения тепловой энергии можно в любом случае. Самый лучший вариант — покупка заводского оборудования, однако если нет желания переплачивать за него очень приличную сумму, то самостоятельная сборка устройства — другой возможный путь.

Чтобы познакомиться с некоторыми потенциальными солнечными водонагревателями для бассейна, можно посмотреть это видео:

Источник