Гелиосистемы (солнечные батареи и коллекторы)

[Seva1964]

Теплоаккумулятор планирую 3м3, излишки тепла летом хотелось бы сбрасывать в бассейн

---

Это не теплоаккумулятор, а огромный бойлер. Для горячего водоснабжения летом и тёплого водоснабжения зимой. На 80 квадратных метров солнечного коллектора, в Киеве, ежегодно с неба падает 80 000 кВт*ч тепловой энергии, для которой нужен теплоаккумулятор.

[a123]

А причем тут соседи? Какая соседям разница какой у меня тип крыши и куда она направлена?

 

Теплоаккумулятор планирую 3м3, излишки тепла летом хотелось бы сбрасывать в бассейн, который надо сделать.

 

По существу: планирую такой "пирог" (снизу вверх) - стропила с минеральным утеплителем, супер диффузионная мембрана, обрешетка для вентиляции, настил-основание из OSB + хорошая, по сути основная, гидроизоляция, сверху стропила или ребра для коллектора, между ними утеплитель пенополистирол, теплосъёмная поверхность (алюминиевый лист), воздушный зазор небольшой и сверху листы сотового поликарбоната.

Пожалуйста выскажите критические замечания по такому "пирогу"?

 

Кто нибудь сталкивался с "черным хромом" для селективного покрытия теплосъёмной поверхности? Дорогое удовольствие? Реально ли сделать самому?

 

3 куба это самый минимум. При 80 квм и уже теплой воде в теплоаккумуляторе, за летний день он может закипеть. Зависит конечно от эффективности вашего коллектора.

 

По конструкции не понятно, как с алюминиевой пластины снимается тепло. Трубки? Приварены к пластине?

 

Какой угол крыши? Если около 30 градусов - будет сильный перегрев летом, вплоть до того, что летом в определенных режимах может расплавиться поликарбонат. А зимой будет лежать снег и выработки тепла не будет. Осенью косые лучи будут отражаться от поверхности поликарбоната.

 

По опыту моих коллекторов около 22 квм - летом с трудом хватает бассейна площадью 30 квм. И то, в отдельные периоды вода в нем перегревается.

 

Пришлось поднять коллекторы на 60 градусов. Перегрев летом уменьшился, осенью увеличилась выработка тепла. Зимой снег не задерживается.

 

Селективное покрытие - не понятно, как ваша покраска поведет себя при ежедневных больших перепадах температур и воозможной влажности и конденсате, сколько сезонов она прослужит.

 

Попробуйте собрать модель вашего коллектора - деревяная рама не меньше 1.2*1.2 метра, чтобы минимизировать краевые эффекты, дно из фанеры, утеплитель на дне из твердой минваты (стиродур расплавится) 5 см, утеплитель по периметру из твердой минваты 2 см., алюминиевый лист, покрашеный термостойкой матовой краской, гдето 3см воздуха, поликарбонат сверху. Каналы поликарбоната по периметру чемто заклейте.

 

Поставте коллектор перпендикулярно солнцу. Оно сейчас достаточно сильное, у меня выработка тепла за эти выходные составила половину от того, что летом. Через боковую стенку засуньте всередину термометр, чтобы он контактировал с металлом. Лучше два - внизу и вверху.

 

Вы увидите, какая температура, выдержит ли это поликарбонат, клей, которым будет приклеена вата, и т.д.

 

5 см каменной ваты - это стандартное утепление в качественных коллекторах. В некачественных - тоньше, и боковой утеплитель 2см есть не во всех. Последнее время появилась качественная вата - плотные панели и не сыпется поверхность. Вспомню марку - напишу.

Змінено 25 лютого 2013 користувачем a123

[starosta]

По конструкции не понятно, как с алюминиевой пластины снимается тепло. Трубки? Приварены к пластине?

 

Совершенно верно приварены.

 

Какой угол крыши? Если около 30 градусов - будет сильный перегрев летом, вплоть до того, что летом в определенных режимах может расплавиться поликарбонат. А зимой будет лежать снег и выработки тепла не будет. Осенью косые лучи будут отражаться от поверхности поликарбоната.

 

Угол крыши закладываю около 40-45 градусов. У поликарбоната ведь температура плавления около 250С, у лучших моделей температура стагнации около тех же 250. У меня будет не самый лучший коллектор, поэтому по идее должен выдержать!!!

 

По опыту моих коллекторов около 22 квм - летом с трудом хватает бассейна площадью 30 квм. И то, в отдельные периоды вода в нем перегревается.

 

Спасибо за информацию, а если позволять перегреваться?

Если излишки тепла сбрасывать через тот же коллектор ночью?

 

Пришлось поднять коллекторы на 60 градусов. Перегрев летом уменьшился, осенью увеличилась выработка тепла. Зимой снег не задерживается.

 

Наверное одно из самых правильных решений.

 

Селективное покрытие - не понятно, как ваша покраска поведет себя при ежедневных больших перепадах температур и воозможной влажности и конденсате, сколько сезонов она прослужит.

 

Варианта два или раз в несколько лет перекрашивать или "разориться" на хорошую селективную краску. Пока в экспериментальном варианте использую битумную мастику.

 

Попробуйте собрать модель вашего коллектора - деревяная рама не меньше 1.2*1.2 метра, чтобы минимизировать краевые эффекты, дно из фанеры, утеплитель на дне из твердой минваты (стиродур расплавится) 5 см, утеплитель по периметру из твердой минваты 2 см., алюминиевый лист, покрашеный термостойкой матовой краской, гдето 3см воздуха, поликарбонат сверху. Каналы поликарбоната по периметру чемто заклейте.

 

Модель, правда с листом из оцинковки и медными трубками работает с декабря на статистику работы ссылка выше, есть: деревянная рама 1x2м метра из бруска 100x50мм, снизу OSB, 30мм полпан (моя ошибка), теплосъёмный лист и поликарбонат 6мм, воздушный зазор минимальный.

Съёмник тепла из алюминиевого листа планирую собрать в этот сезон.

 

Поставте коллектор перпендикулярно солнцу. Оно сейчас достаточно сильное, у меня выработка тепла за эти выходные составила половину от того, что летом. Через боковую стенку засуньте всередину термометр, чтобы он контактировал с металлом. Лучше два - внизу и вверху.

 

В текущем коллекторе 3 датчика: на входе, выходе и внутри. Температура внутри при текущем солнце и съёме тепла доходит до 75С, что вполне приемлимо пока...

 

Вы увидите, какая температура, выдержит ли это поликарбонат, клей, которым будет приклеена вата, и т.д.

 

Что будет летом а, особенно, в режиме стагнации сказать не могу - вся статистика доступна для всех - посмотрим.

 

5 см каменной ваты - это стандартное утепление в качественных коллекторах. В некачественных - тоньше, и боковой утеплитель 2см есть не во всех. Последнее время появилась качественная вата - плотные панели и не сыпется поверхность. Вспомню марку - напишу.

 

Буду благодарен за марку, мои 3см полпан ошибка - пока не расплавился надо испралять.

 

Добавлено через 5 минут

установили ТА 3000 литров на 300 вакуумных трубок, летом работает все на 3 тонны , а в межсезонье только 1,5 тонны. весь обьем не успевает нагреться . стоит-ли ставить такой обьем ТА?

 

Планирую использовать ТА как основной источник тепла для отопления. А вот нагревать ТА исходя из текущей обстановки: есть солнце - коллектор, выгодней газом - котлом, нет - электричеством, или, в далёкой перспективе - тепловым насосом.

При хорошем утеплении, хотя бы 200мм пенопласт потерями можно пренебречь.

 

Добавлено через 2 минуты

---

Это не теплоаккумулятор, а огромный бойлер. Для горячего водоснабжения летом и тёплого водоснабжения зимой. На 80 квадратных метров солнечного коллектора, в Киеве, ежегодно с неба падает 80 000 кВт*ч тепловой энергии, для которой нужен теплоаккумулятор.

 

Интересно, а в чем принципиальная разница между ТА и бойлером? По сути бак с ТЭНом, только разного объёма и рассчитанные на разные давления.

[NNrabota]

...

 

По существу: планирую такой "пирог" (снизу вверх) - стропила с минеральным утеплителем, супер диффузионная мембрана, обрешетка для вентиляции, настил-основание из OSB + хорошая, по сути основная, гидроизоляция, сверху стропила или ребра для коллектора, между ними утеплитель пенополистирол, теплосъёмная поверхность (алюминиевый лист), воздушный зазор небольшой и сверху листы сотового поликарбоната.

...

 

Очень интересная тема - также планирую солнечные коллекторы и ТА.

В данном случае не могу понять почему не рассматриваются коллектора фабричного производства? Из-за цены?

[kollektor77]

думаю если делать самому, то будет лучше и дешевле?

[SintSolar]

Учитывая, все увеличивающееся предложение гелиоколлекторов с медно-алюминиевыми абсорберами на рынке, думаем, эта информация может пригодиться...

_______________________________________________________________________________________________

 

Одна из компаний - производитель оборудования для ультразвуковой сварки, выслала нам образцы медно-алюминиевых абсорберов, сваренных их оборудованием.

 

Главной нашей задачей было сравнить в одинаковых условиях полностью медный (Cu-Cu) и медно-алюминиевый (Cu-Al) абсорберы. И выявить зависимость коррозионных процессов как на поглощающий слой так и на соединение листа с трубкой.

 

Сразу хотим обратить внимание, что не все следы на поглощающем покрытии являются признаками его разрушения. Т.к. «синее покрытие» является интерференционной пленкой, наносимой магнетронным способом (поочередное испарение разных веществ) в вакуумной камере, это покрытие очень маркое и любое (микронное) изменение его толщины влияет на его цвет. Т.е. покрытие не разрушается, а просто меняется оттенок отраженного света.

 

 

В данном случае обычная капля воды оставила такой след после высыхания при комнатной температуре. Но покрытие осталось абсолютно целым. Также очень заметные следы оставляют пальцы, фактически, можно добиться, чтобы полностью просвечивалась медь желто-красного цвета (с покрытием на алюминии цвет уходит в другие оттенки), при этом, если потом вымыть абсорбер с мылом, то следов практически не видно.

 

 

 

Описание образцов, учавствующих в испытаниях:

 

Медь-медь (Cu-Cu): лист – 0.2 мм; трубка – 10х0.5 мм; соединение – пайка спец. оловянным припоем (S-Sn97 Cu3).

 

Алюминий-медь (Al-Cu): алюм. лист – 0.4 мм; медная трубка – 6х0.4 мм; соединение – ультразвуковая сварка.

 

Устанавливались в камере под наклоном 45-55о. Часть образцов поворачивалась вниз поглощающим покрытием.

 

 

 

1. Коррозионные испытания во влажной комнате (40оС, 100% влажность), продолжительность 240 ч. The wet room ( 40°C 100% humidity) for 240 hours.

 

Рисунок 1.1 – Образцы до испытания.

 

Рисунок 1.2 – Образцы после испытания (40оС, 100% влажность), продолжительность 240 ч.

Образец №1.2 и 2.2 были повернуты вниз поглощающим покрытием.

 

 

 

2. Коррозионные испытания в солевом «тумане» (35°C, 100% влажность 5%NaCl), продолжительность 240 ч. The salt mist test ( 35°C, 100% humidity 5%NaCl) for 240 hours.

 

Рисунок 2.1 – Образцы до испытания. Образцы №5.3 и 6.3 устанавливались вниз поглощающим покрытием, остальные образцы устанавливались вверх поглощающим покрытием.

 

Рисунок 2.2 – Образцы (устанавливались поглощающим покрытием вверх) после испытания (40оС, 100% влажность 5%NaCl), продолжительность 240 ч.

В отличие от алюминия, на меди покрытие в хорошем состоянии, а следы неоднородности - это изменение цвета из-за потеков конденсата, только края листа начали окисляться, т.к. они контактировали со стенкой испытательной камеры...

 

Рисунок 2.3 – Проявление коррозии в медно-алюминиевом абсорбере после испытания (40оС, 100% влажность 5%NaCl), продолжительность 240 ч.

- следы точечной коррозии

- сквозные отверстия из-за коррозии

 

 

 

3. Испытание на прочность соединения лист-труба

 

Рисунок 3.1 – Испытательный стенд и оснастка.

 

Таблица 3.1 – Результаты испытаний (максимальная нагрузка на отрыв).

Пояснение: в Таблице 3.1 указана максимально-зарегестрированная нагрузка. При испытаниях же, отрыв Al-Cu абсорбера происходил постепенно, на новых образцах при нагрузке 75-100 кг, на остальных – при нагрузке 60-80 кг (как по перфорации). Отрыв Cu-Cu абсорбера происходил более резко и одномоментно. Поэтому при эксплуатации нужно также учитывать и мелкие (первоначальные) надрывы, которые современем могут привести к более серьезным повреждениям абсорбера!

Также, хотелось бы заметить, по нашим данным, прочность соединения ультразвуком оказалась выше, чем указывается прочность при лазерной сварке, но для более объективного заключения, нам не хватало такого образца...

=========================================================================================

 

Думаю, информации более чем достаточно, чтобы сделать соотвествующие выводы, но кто хочет ознакомиться с полным документов см.тут - sintsolar.com.ua/info/practic-ru/corrosion-test-absorb.html

 

-------------------------------------------------------------------------

также сегодня мы еще сделали такие фото (в принципе, дополняет тему):

Змінено 5 березня 2013 користувачем SintSolar

[kollektor77]

это внутрянка плоских коллекторов?

[SintSolar]

это внутрянка плоских коллекторов?

да!

это основной рабочий элемент плоского солнечного коллектора - поглощающая панель (абсорбер)

[kollektor77]

с вакуумным стекло делали испытания?

[SintSolar]

нет...

но уже в Инете достаточно много любопытной информации о различного рода повреждениях...

[kollektor77]

хотелось-бы глянуть как практики , а не с нета.

[Seva1964]

Алюминий-медь (Al-Cu): алюм. лист – 0.4 мм; медная трубка – 6х0.4 мм; соединение – ультразвуковая сварка.

---

Гальваническая пара.

[SintSolar]

---

Гальваническая пара.

 

Да, так и есть (это и вызывает такую коррозию алюминия), но об этом мы упоминали в прошлой нашей теме - "Тестирование медно-алюминиевого (Al-Cu) абсорбера" (там же на нашем сайте)

[starosta]

Очень интересная тема - также планирую солнечные коллекторы и ТА.

В данном случае не могу понять почему не рассматриваются коллектора фабричного производства? Из-за цены?

 

Конечно из-за цены, надеюсь выйти на 400-500 грн/м2, при хорошем качестве, но как всегда есть огромное количество "подводных камней", поэтому прошу Вас высказать свои критические замечания, подсказать, посоветовать... Готов приложить усилия для проверки.

 

Да, так и есть (это и вызывает такую коррозию алюминия), но об этом мы упоминали в прошлой нашей теме - "Тестирование медно-алюминиевого (Al-Cu) абсорбера" (там же на нашем сайте)

SintSolar

Огромное спасибо за информацию. Несомненно абсорбер Cu-Cu - наиболее качественное и дорогое решение, но что вы можете сказать за Al+Al, т.е. вместо медных трубок использовать алюминиевые?

Подскажите из своей практики, неужели в реальных коллекторах, почти герметичных есть такие жесткие условия, которые могли бы привести к столь сильной коррозии алюминиевого листа?

[SintSolar]

SintSolar

Огромное спасибо за информацию. Несомненно абсорбер Cu-Cu - наиболее качественное и дорогое решение, но что вы можете сказать за Al+Al, т.е. вместо медных трубок использовать алюминиевые?

Такие абсорберы есть и были... но опять же, нужно не забывать, что алюминий - это активный металл (из разряда натрия), только у него быстро образуется оксидная пленка и не дает ему реагировать, но 100% гарантии, естественно, нет. Поэтому, в данном, случае проблемы две: 1) внутренняя коррозия трубы (тем более что теплоноситель постепенно превращается в кислоту) с выделением водорода; 2) коррозия в местах подключения к алюминиевым патрубкам трубопровода с медными или латунными фитингами...

Знаю, что над этим люди работают, может что-то и вырисуется адекватное.

Так или иначе все упирается в тот же баланс цены/надежности/производительности...

 

Подскажите из своей практики, неужели в реальных коллекторах, почти герметичных есть такие жесткие условия, которые могли бы привести к столь сильной коррозии алюминиевого листа?

Не путайте обычные плоские коллекторы, в которых специально делаются вентиляционные отверстия для осушки после конденсации влаги (коллектор постоянно "дышит" - нагрелся-остыл-нагрелся-остыл, при этом при остывании втягивает окружающий воздух) и герметичные коллекторы (без отверстий), которые еще, обычно, заполняют инертным газом.

 

В какое реально состояние превратиться медно-алюминиевый абсорбер - это покажет практика (лет так через 20), конечно, все зависит от условий и режима эксплуатации, а испытания стараются делать ускоренные и максимально приближенными к реальности, чтобы выявить тенденции...

Медь, в принципе, не вызывает вопросов - это коррозионно-стойкий металл сам по себе (доказано веками), а алюминий - это попытка удешевить, ну, посмотрим что получиться...

[ekoteplo]

Медь, в принципе, не вызывает вопросов - это коррозионно-стойкий металл сам по себе (доказано веками), а алюминий - это попытка удешевить, ну, посмотрим что получиться...

 

А что скажете про покрытие TiNox?

[starosta]

алюминий - это попытка удешевить, ну, посмотрим что получиться...

 

Интересно, если алюминий действительно обладает плохой устойчивостью к коррозии, то почему вы его применяете для корпуса ваших коллекторов? По сути почти в самых жёстких условиях. Или там какой-то другой алюминий?

[SintSolar]

А что скажете про покрытие TiNox?

Особо много сказать не могу...

Это первое "синее" высокоселективное покрытие (вроде бы начали его выпускать в 1995 г.). Название происходит от его состава: титан-нитрид-оксид.

В начале именного его мы пробовали использовать, но в то же время появился новый производитель "синего" покрытия Sunselect (сейчас называются ALANOD-SOLAR), нам это покрытие показалось лучше (более прочным и стойким). Также к нему прилагалось намного больше результатов тестов в подтверждение этого...

 

Сейчас существует несколько производителей подобных покрытий...

 

Добавлено через 27 минут

Интересно, если алюминий действительно обладает плохой устойчивостью к коррозии, то почему вы его применяете для корпуса ваших коллекторов? По сути почти в самых жёстких условиях. Или там какой-то другой алюминий?

Основная проблема медно-алюминиевого абсорбера - это гальваническая коррозия (алюминия) из-за контакта разных металлов, а также возможные деформации и доп.нагрузка из-за разности линейных расширений.

 

Основная проблема абсорбера алюминий-алюминий - это коррозия внутренней части трубки, а также места контакта с трубопроводом.

 

Почему нас не беспокоят такие проблемы с алюминиевым корпусом:

1. Он не контачит с медью (развязано через резиновую втулку), поэтому нет гальванической коррозии.

2. Корпус не находится под давлением теплоносителя , поэтому нет риска что течь вызовет разгерметизацию всей системы.

3. Конструкция делается свободно "дышащей", да и нет такой температурной нагрузки.

4. Корпус хорошо проветривается.

5. Даже если появятся следы коррозии алюминия (белые пятна), то это не повлияет на эффективность коллектора, т.к. корпус не участвует в полезном процессе генерации тепловой энергии (в отличии от абсорбера).

 

Чтобы минимизировать возможные риски мы используем алюминиевый профиль из специального конструкционного сплава (АД31), который дополнительно покрывается анодным слоем (21 микрон), что также повышает и прочность. Корпус мы также проверяли на коррозионную стойкость...

[a123]

Два года назад делал исследование рынка с целью поиска качественных солнечных коллекторов. К сожалению, гдето 4 года назад все больше производителей пошли по пути удешевления, что по видимому приведет к снижения надежности. Медные абсорберы заменяются на алюминиевые, уменьшается толщина теплоизоляции и стекла. И это касается самых именитых брендов, например Вайлант. Стоимость не снижается. Да, значительно подорожала медь, это понятно.

 

Думаю, за последние два года, ситуация еще больше ухудшилась.

Солнечный коллектор - это дорогое долгосрочное вложение, которое должно исправно работать до 20 лет. Любой ремонт или замена узлов в течение этого срока еще больше удорожает систему и отодвигает срок ее окупаемости. Поэтому материалы и качество изготовления должны быть самыми лучшими - вроде того, как изготавливалась военная техника.

 

SintSolar, надеюсь, качество ваших коллекторов не ухудшилось за последние 3-5 лет?

[SintSolar]

Да, вот и мы как раз об этом!

 

Абсолютно поддерживаем Вашу позицию!

 

SintSolar, надеюсь, качество ваших коллекторов не ухудшилось за последние 3-5 лет?

В нашем стандартном гелиоколлекторе SintSolar CS мы ничего не ухудшили!!! И всеми силами пытаемся это показать! ...и хоть как-то хотим объяснить нашему люду, что коллектор - это не просто ящик со стеклом и патрубками...

[starosta]

Основная проблема абсорбера алюминий-алюминий - это коррозия внутренней части трубки, а также места контакта с трубопроводом.

 

Спасибо за развёрнутые ответы. Как я понял коррозия - одна из основных проблем абсорбера алюминий-алюминий.

Давление в системе я планирую небольшое только из-за перепада высот для 10м около 1 атм.

 

Скажите пожалуйста можно ли соответствующим выбором теплоносителя пусть не избавиться, но хотя бы значительно уменьшить эту коррозию?

[sergeyslobodyanyuk]

Здрасті ув. Форумчани. Років зо два тому побачив по тєліку сюжет про використання сонячної енергії та теплових насосів в німеччині. Після того почав цікавитись такою інформацією (в основному в інеті). На жаль не зустрів цього форуму раніше. Прочитав цю тему повністю. Давно так багато не читав, мабуть з тих часів як читав Майн Ріда...Для себе зробив висновки:

- перед тим як використовувати альтернативні джерела енергії необхідно подумати про її збереження, утеплення стін, потолків, криші...

- якщо задумались над використанням "альтернативи" на етапі будівництва -продумати орієнтування будинку до напрямків сторін світу, орінтування криші на південь з підходящим уклоном, передбачити місце для теплоаккумулятора, теплі чи капілярні поли...

- не варто заморочуватись на сонячні батареї та вітряки, коли у Вас під боком є 220В(380В) ну хіба, що не вистачає ліміта чи потужності....

- може не варто думати про "альтернативу" якщо у вас є газ і він вас влаштовує (ціна, ліміти, якість голубого палива)...

- не варто заморочуватися на сонячні колектори для підтримання опалення, чи 100% опалення, якщо у вас радіаторне опалення, на яке треба подати +60 С, а сонячні коллектори взимку нагрівають без тенів (навіть вакуумні) до + 45 С.

- не варто думати про теплові насоси, якщо у вас немає лишніх грошей для інвестицій (заплатити за ТН як за 15 років вперед за опалення).

ВАТРО спробувати ситеми сонячного нагріву води для гарячого водопостачання:

- сонячні колетори для ГВП не наскількі дорого як для ГВП і підтримки опалення

- всесизонні СК для ГВП покривають до 60-70 % потреб у гарячій воді на рік, СК для підтримки опалення до 20%(малоефективні при радіоаторному опаленні)

- навіть термосифонні системи (сезонні) покривають більше 90% потреб ГВП в літній період, нажаль не працють взимку.

 

Респект і уважуха спражнім інженерам і теплотехнікам.

Спасібо форумчанам що діляться вланим досвідом (краще вчитися на чужих помилках чим на своїх)

Окремо хочу виразити вдячність відчизняному виробнику (і земляку) СК і ТН SintSolar, (не сприймайте за рекламу)

[a123]

В принципе, согласен со всеми вашими выводами. Я бы еще добавил, что, возможно, имеет смысл при строительстве сразу заложить низкотемпературную систему отопления, например 40/30 градусов или на более низкую температуру. Тогда, в перспективе, вы сможете греть дом и солнечными коллекторами, и тепловым насосом.

 

Да, это дороже. Придется делать теплый пол, и радиаторы ставить в 2-2.5 раза большей площади, чем обычно. Ну и хорошее утепление дома обязательно, а это тоже затраты.

[sergeyslobodyanyuk]

На власному досвіді хочу показати доцільність використання "альтернативної ерергіїї" в даному випадку сонячної:

Напорна система сонячного нагріву води з тепловими трубками (15 шт.) поєднана з акумулятивною ємкістю (150 літр). Використовую з липня 2012 року.

Відгуки пзитивні.

[Прохожий]

Відгуки пзитивні.

Ну я тоже добавлю положительный комент... Установил бочку над летним душем ...

Відгуки пзитивні.

 

ЗЫ. Вопрос не в том, работает ли солнце на нагрев... Вопрос в том, на сколько это экономически оправданно...