Пропеллер вращает вал гидронасоса, насос по всасывающей трубе засасывает минеральное масло из полости трубы мачты и под давле­нием подает его по напорной трубе в напорное отверстие гидродви­гателя.

Из отводного отверстия гидродвигателя масло поступает снова во внутреннюю полость мачты. Гидродвигатель при этом вращается и приводит в движение электрогенератор. Из-за чувствительности к мелким частицам в систему ставят фильтр масла.

Частота вращения агрегатов регулируется клапаном напорного или сливного шланга. Перекрытый клапан «выключит» ветроагрегат в штормовую погоду. Гидронасосы и гидродвигатели подбирают из тракторных или авиационных.

Не так просто, как кажется, выбрать ветрогенератор, отвечающий всем требованиям. Поддавшись рекламе продавцов, потратив деньги и время на установку ветрогенератора, в скором времени большин­ство потребителей убеждаются, что он может быть в лучшем случае игрушкой (отмечается на http://eko-save. ru/a-energy/165).

Каждый продавец утверждает, что его ветрогенераторы самые луч­шие, и приводит массу доводов в пользу этого утверждения. Для при­мера возьмем ВЭУ-2000, который позиционируется на российском рынке как самая лучшая модель ветрогенератора. Так ли это на самом деле?

Производители заявляют, что он изготавливается на основе высо­ких технологий обороной промышленности и содержит набор ори­гинальных технических решений. Они обеспечили ему значительный отрыв от конкурентов. Производители утверждают, что это уникаль­ная машина, аналогов которой в мире сегодня нет.

Достоинств много. Этот ветрогенератор практически не шумит, длительное время не требует технического обслуживания. Срок экс­плуатации рассчитан на десять лет. Специальная метадлокерами — ческая пленка покрывает трущиеся поверхности, снижая трение до чрезвычайно малых значений. Точно так же обрабатываются подшип­ники установки.

Мощность ветряка в 2000 Вт производители считают вполне доста­точной. Они говорят, что если применить энергосберегающие лам­почки и прочее современное домашнее электрооборудование энер­госберегающего класса — этой мощности хватит с запасом.

Действительно большинство ветряков шумит так, что конфликты с соседями будут неизбежны, но этот на самом деле малошумный и этому требованию отвечает. Что касается выдаваемой мощности, здесь мягко выражаясь, сильно преувеличено.

Примечание.

Для ветряков, расположенных на территории России, самый важ­ный показатель — это способность выдавать номинальную мощ­ность на малых ветрах. Россия не славится сильными ветрами, и ветер у нас редко превышает 5 метров в секунду. Поэтому следует

выбирать ветряк, способный выдавать номинальную мощность при ветре 4-5 м/с, не больше.

Российский ветрогенератор «ВЭУ-2000» выдает номинальную мощность при ветре 10 м/с. Поскольку вся его мощность составляет 2000 Вт, при ветре до 5 м/с он будет выдавать столь малый процент от своей мощности, что его практически ни на что не хватит. Вывод однозначный — это далеко не лучший ветрогенератор для молове- трянных районов!

Есть ли на рынке вообще ветрогенератор, отвечающий российским требованиям? Есть, но выпускают их на Украине. Это бесшумный, инерционный — «ЩРПМ — DPV (G)200-2.0», собирается на произ­водственных площадях ДП Верано в Одесской области. Он еще назы­вается ВЕРТИКАЛЬНЫЙ ЭЛЕКТРО-ГЕНЕРАТОР памяти АДАМСА. Его конструкция представлена на рис. 1.52.

Примечание.

ЩРПМ — DPV (G)200-2.0 является на сегодняшний день максимально эффективным.

Кроме бесшумности, он отвечает главному требованию — выраба­тывает номинальную мощность уже при ветре 3 м/с, начинает вра­щение при ветре 0,17—0,5 м/с. Этот ветрогенератор вертикального

исполнения, ему неважно направление ветра, не требуется поворот­ное устройство. Он безредукторного типа, снабжен всего одним опор­ным подшипником с 500-разовым запасом прочности производства Японии.

Вращение ротора основано на магнитной левитации, практически без трения, поэтому он считается необслуживаемым: гарантия 5 лет, срок службы 25 лет. Один раз установите, и вам не потребуется к нему подходить годами.

Примечание.

Немаловажное достоинство этих ветрогенераторов в том, что они выпускаются на любую мощность: от 500 Вт до 20 кВт.

Поэтому такой ветрогенератор (соответствующей мощности) можно установить на стену, рядом с окном вашей квартиры в многоэтажном доме, на балконе, на крыше или на мачте рядом с домом. Так как он низ­кооборотный, то не представляет опасности для пчел и птиц.

Но цена его очень высока: модель на 5 кВт стоит 500 тысяч рублей, а наЮ кВт переваливает за миллион.

Как выход из этого положения — ветрогенератор парусного типа! Он отвечает всем российским требованиям: низкооборотный, бес­шумный, выдает номинальную мощность при ветре 4—5 м/с. Модель с мотор-редуктором на 4 кВт стоит 80 тыс. руб. Серийно в России эти ветрогенераторы никто не выпускает, но делают под заказ, на любую мощность.

Примечание.

Конструктивно этот ветрогенератор не очень сложен: если при­обрести мотор-редуктор, который используется в качестве гене­ратора, то остальное можно изготовить или собрать из готовых деталей от другой техники, самостоятельно, значительно удеше­вив этим общую стоимость.

В настоящее время существует еще более совершенная модель ветрогенератора парусного типа — безредукторная. Она проще и дешевле, в ней нет не только редуктора, но и мотора. Изготовители утверждают, что эту модель можно собрать «на коленке». Роторные катушки, расположенные на ветроколесе, наматываются обычным < осветительным, алюминиевым проводом, в изоляции. Статорные
катушки, расположенные на поворотном устройстве, наматываются также осветительным проводом.

Они продают готовые ветрогенераторы такого типа на 10 и 30 кВт или документацию для самостоятельного изготовления. Беда в том, что у российских предпринимателей волчий аппетит! Для того чтобы изготовить такой ветрогенератор самостоятельно, нужно знать раз­меры ветроколеса и данные катушек: диаметр провода, число витков. Все это может разместиться на половине страницы, а предпринима­тели требуют за это 10—20 тыс. руб.!

Возможно создание системы электроснабжения на солнечных батареях различной сложности. Наиболее простая система имеет на выходе низкое напряжение постоянного тока (обычно 12 или 24 В). Такие системы применяются для обеспечения работы освещения и небольшой нагрузки постоянного тока в доме — радио, телевизор, ноутбук, магнитофон и т. п. Можно использовать различные автомо­бильные аксессуары, вплоть до холодильников.

Внимание.

При этом необходима прокладка отдельной проводки постоян­ного тока со специальными розетками и вилками, которые исклю­чают неправильную полярность подключения.

При подключении светильников с лампами постоянного тока необходимо также соблюдать полярность и следить за тем, чтобы при замене ламп они имели такую же полярность подключения, как и те, которые использовались ранее. В противном случае возможен выход из строя ваших потребителей.

Типовая схема такой системы приведена на рис. 3.3. Обычно такие системы применяются, если максимальное расстояние от аккумуля­тора до самой дальней подключенной нагрузки не превышает 10—15 м, а ее мощность — не более 100 Вт.

При этом надо следить за тем, чтобы падение напряжения при всех включенных потребителях в самой дальней точке было в пределах допустимого (обычно не более 10%). Для правильного выбора сече­ния провода вы можете воспользоваться справочной информацией по выбору сечения провода исходя из допустимого падения напряжения на участке электропроводки.

Если у вас нагрузка превышает указанные рекомендованные мак­симальные значения, или потребители электроэнергии находятся на значительном расстоянии от аккумулятора, необходимо добавить в систему инвертор.

Определение.

Инвертор— это преобразователь постоянного тока низкого напряжения от аккумуляторов в 220 В переменного тока.

В этом случае вы сможете питать практически любую бытовую нагрузку суммарной мощностью, не превышающей мощность инвертора.

Система электроснабжения автономного дома с выходом перемен­ного и постоянного тока на базе фотоэлектрической солнечной бата­реи включает в себя практически те же компоненты, что и схема на рис. 3.3, плюс контроллер заряда аккумуляторной батарея, а именно:

♦ солнечная батарея необходимой мощности;

♦ контроллер заряда аккумуляторной батареи, который предот­вращает губительные для батареи глубокий разряд и перезаряд;

♦ батарея аккумуляторов (АБ);

♦ инвертор, преобразующий постоянный ток в переменный;

♦ энергоэффективные нагрузки переменного тока.

ЩЩ Совет.

|ц«|

игн Для обеспечения надежного электроснабжения необходим резервный источник электропитания. В качестве такого источника может быть небольшой (2—6 кВт) бензо — или дизельэлектрогенератор.

Введение такого резервного источника электроэнергии резко сокра­щает стоимость солнечной батареи из-за отсутствия необходимости рассчитывать ее на худшие возможные условия (несколько дней без солнца, эксплуатация зимой и т. п.)

В этом случае в систему также вводится зарядное устройство для быстрого заряда (в течение нескольких часов) АБ от жидкотоплив­ного электрогенератора. Возможно применение блока бесперебойного питания, в котором возможность заряда АБ уже встроена.

Рассмотрим пример комплектации фотоэлектрической системы электроснабжения. На рис. 3.4 приведен вариант системы для элек­троснабжения удаленного жилого дома.

Принимаются следующие исходные данные:

♦ суточное потребление энергии 3 кВтхч (среднестатистические данные по России);

♦ приход солнечной радиации — 4 кВтхч/м2 в день (средний при­ход солнечной радиации для европейской части России летом);

♦ максимальная пиковая мощность нагрузки — 3 кВт (можно од­новременно включить стиральную машину и холодильник);

♦ для освещения используются только компактные люминесцент­ные лампы переменного тока;

♦ в пиковые часы (максимальная нагрузка, например, когда вклю­чены стиральная машина, электрокипятильник, утюг и т. п.) для предотвращения быстрого разряда АБ включается бензиновый или дизельный электрогенератор.

Примечание.

Ггнератор также будет включаться при пасмурной погоде, если АБ разряжается до нижнего допустимого напряжения.

Возможно включение генератора как в ручном режиме, так и пол­ностью в автоматическом. В последнем случае система также должна включать модуль автоматического запуска и останова генератора, а сам генератор должен быть немного доработан для возможности под­ключения системы автоматики.

Бели необходимо минимизировать время работы жидкотоплив­ного электрогенератора с целью сохранения топлива, солнечная фотоэлектрическая система электроснабжения будет состоять из эле­ментов со следующими параметрами:

♦ пиковая мощность солнечной батареи равна 1000 Вт (выработка до 5 кВтхч сутки);

♦ минимальная номинальная мощность инвертора — 2 кВт с воз­можностью кратковременной нагрузки до 4 кВт, входное напря­жение 24 или 48 В;

♦ аккумуляторная батарея общей емкостью 800 Ач (при напряже­нии 12 В), что позволяет запасать до 4,5 кВтхч электроэнергии при 50% разряде АБ);

♦ контроллер заряда на ток до 40—50 А (при напряжении 24 В);

♦ дизель или бензогенератор мощностью 3—5 кВт;

♦ зарядное устройство для заряда АБ от бензогенератора на ток до 150 А (может быть встроено в инвертор;

♦ кабели и коммутационная аппаратура (выключатели, автоматы, разъемы, электрощиты и т. п.)

Примечание.

Стоимость такой системы при существующих ценах на комплек­тующие будет около от 400 до 700 тысяч рублей.

Если допустимо увеличение времени работы дизель-генератора, стоимость системы можно снизить за счет его более частого включе­ния. В этом случае:

♦ энергия от солнечной батареи будет использоваться для электро­снабжения минимальной нагрузки — освещение, радио, телевизор; ♦ генератор будет включаться несколько раз в день, в зависимости от выбранной емкости АБ.

При этом начальная стоимость системы снижается как за счет уменьшения пиковой мощности солнечной батареи, так и за счет сни­жения емкости АБ.

Такая оптимальная система для электроснабжения жилого дома

может состоять из следующих компонентов:

♦ солнечной батареи с пиковой мощностью 300—400 Вт;

♦ инвертора мощностью 2—4 кВт, входное напряжение 24 или 48 В;

♦ аккумуляторная батарея общей емкостью 400—600 Ахч (при на­пряжении 12 В);

♦ контроллер заряда на ток до 40—50 А (при напряжении 24 В);

♦ дизельгенератор мощностью 4—6 кВт;

♦ зарядное устройство для заряда АБ от бензогенератора на ток до 150 А;

♦ кабели и коммутационная аппаратура (выключатели, автоматы, разъемы, электрощиты).

Примечание.

Стоимость такой системы при существующих ценах на комплек­тующие будет около 300—500 тысяч рублей.

При этом необходимо учитывать, что возрастут эксплуатационные расходы за счет большего расхода топлива.

Энергия морских волн

Как показывают расчеты, концентрация энергии морской волны почти в шесть раз выше, чем энергия ветра, который поднимает эту волну и составляет около 4000 Вт/м2 в среднем по океану.

Энергетический потенциал ветра на 1 м2 вертикальной поверхно­сти при скорости 10 м/с составляет 650 Вт/ м2. Энергетический потен­циал 1м2 горизонтальной морской поверхности при высоте волны 2 м составляет. 4000 Вт/м2.

Т. е. через единичную площадь воздействия энергоносителя, мор­ская волна почти в 6 раз эффективней ветра (http://www. watervigorous. com/v2.html).

В отличие от ветроколес гирлянды могут легко сочетаться с другими сооружениями, если соответствующая дополнительная ветронагрузка будет заложена на стадии их проектирования. Ветрогенерирующая ЛЭП — звучит довольно заманчиво. Различные варианты такого «сим­биоза» предлагает Билл Бекер ( www. energy2006. net/ presentations/ Becker_3 A. pdf):

♦ подЛЭП;

♦ на опорах контактной сети железной дороги для энергоснабжения станций, переездов, депо, с выдачей излишков в контактную сеть;

♦ между вантами и под полотном подвесного моста;

♦ горизонтальные гирлянды на несущем тросе в горных условиях, под пролетами мостов;

♦ мобильный вариант с подъемом на воздушном шаре от метео­зонда.

Конструкция вакуумированного трубчатого коллектора с тепловой трубкой похожа на конструкцию термоса: одна стеклянная/металли — ческая трубка вставлена в другую большего диаметра (рис. 2.3). Между ними — вакуум.

На самом деле вакуум — отличный теплоизолятор, но не меняет излу­чающую способность нагретого тела, вакуум препятствует конвекцион­ной передаче тепла. ИК-излучение задерживается стеклом трубки.

В каждую вакуумированную трубку встроена медная пластина поглотителя с гелиотитановым покрытием, гарантирующим высокий уровень поглощения солнечной энергии и малую эмиссию теплового излучения. Под поглотителем установлена тепловая труба, заполнен­ная испаряющейся жидкостью.

С помощью гибкого соединительного элемента тепловая труба подсоединена к конденсатору, находящемуся в теплообменнике типа «труба в трубе». Соединение относится к так называемому «сухому» типу, что позволяет поворачивать или заменять трубки и при запол­ненной установке, находящейся под давлением.

Примечание.

Наиболее важное преимущество вакуумированного коллектора с тепловой трубкой заключается в том, что он способен работать при температурах до -30 °С (коллекторы со стеклянными тепло­выми трубками) или даже до -45 °С (коллекторы с металлическими тепловыми трубками).

Гибкий соединительный элемент

Стеклянная/ металлическая трубка

Конденсатор

Рис. 2.3. Устройство вакуумированного трубчатого
солнечного коллектора с тепловой трубкой

Принцип действия вакуумированного солнечного коллектора с тепловой трубкой такой. Это более сложный и более дорогой тип кол­лектора. Тепловая трубка — это закрытая медная/стеклянная трубка с небольшим содержанием легкокипящей жидкости. Под воздействием тепла жидкость испаряется и забирает тепло вакуумной трубки. Пары поднимаются в верхнюю часть, где конденсируются и передают тепло теплоносителю основного контура водопотребления или незамерзаю­щей жидкости отопительного контура. Конденсат стекает вниз, и все повторяется снова.

Приемник солнечного коллектора медный с теплоизоляцией. Передача тепла происходит через медную «гильзу» приемника, благо­даря этому отопительный контур отделен от трубок, и при поврежде­нии одной трубки коллектор продолжает работать. Отдельную трубку можно заменить в случае необходимости, коллектор при этом про­должает функционировать. Процедура замены трубок очень проста, при этом нет необходимости сливать незамерзающую жидкость из контура тепообменника.

Накопитель предназначен для питания портативной техники, а также зарядки внешних Li-Ion (Li-Po) аккумуляторов 3,7 В и 7,4 В. Он имеет внутри два сменных Li-Ion 3,7 В аккумулятора емкостью 2,8 А-ч, размера 18650 (d=18 мм, L=65 мм). Их зарядка может выполняться от разных источников постоянного напряжения 5—15 (20) В (солнечные батареи, различные адаптеры, USB порт компьютера и т. д.).

Конструктивно накопитель состоит из 5 основных частей: схемы зарядки, схемы контроля аккумуляторов, Li-Ion аккумуляторов, выход­ного повышающего стабилизатора и микроконтроллера, который обе­спечивает измерение, индикацию напряжений и токов и контроль зарядки внешних аккумуляторов. Структурная схема накопителя пред­ставлена на рис. 3.14, а внешний вид накопителя — на рис. 3.15.

Схема зарядки и выходной стабилизатор импульсные предназна­чены для минимизации потерь.

Схема контроля предотвращает как перезаряд, так и переразряд аккумуляторов. При этом загораются соответствующие светодиоды индикации. Накопитель можно оставлять подключенным к питанию длительное время, он не перезарядится.

«Схема откл. USB» запрещает подачу на выход USB напряжения выше 6 В, для защиты подключенных USB устройств.

Заряд аккумуляторов и питание потребителей может происходить одновременно.

Микроконтроллер (МК) позволяет измерять и выводить на дисплей напряжения в различных точках схемы и выходной ток. Также, в режиме зарядки внешних аккумуляторов он отключает зарядку, когда аккумуляторы зарядились, и сообщает об этом.

Выходной повышающий стабилизатор может питаться как от вну­тренних аккумуляторов, так и от внешнего источника напряжением от 3—5 В через «запасной» вход (3—4 батарейки или NiMh аккуму­лятор). При этом энергия внутренних аккумуляторов не расходуется, но они должны быть установлены. Этот «запасной» режим не тратит энергию на зарядку внутренних аккумуляторов, все идет на выход.

Рассмотрим характеристики:

♦ входное напряжение, В…………………………………………….. 5—15(20);

♦ выходное стабилизированное напряжение, В……………………. 5,4; 9;

♦ выходное регулируемое напряжение, В…………………………… 3—15;

♦ выходной ток (выбирается джампером,

внутренний ограничитель), А………………………. до 0,5,1,5 при 5 В;

♦ внутренний Li-Ion аккумулятор 3,7 В, 2800 мАч………………. 2 шт.

♦ размеры, мм………………………………………………………….. 135x70x24;

♦ вес, г……………………………………………………………………………….. 200.

Имеется встроенный контроллер для измерения различных напря­жений и обеспечения зарядки внешних аккумуляторов.

Индикация: наличия выходного напряжения, наличия выходного тока, наличия зарядного тока, конца заряда встроенного аккумуля­тора, наличия напряжения 4,5—5,5 В на USB-A выходе. Цифровой индикатор (многорежимный). Фонарь.

Защита внутренних аккумуляторов от перезаряда, переразряда, ограничением макс, тока потребления от него.

Возможность работы без потребления от встроенного аккумуля­тора, как повышающего стабилизатора напряжения (при входных напряжениях от 3 до 5 В.

Входные разъемы — мини-USB, круглый 2,1×5,5 мм.

Выходные разъемы — USB-A, круглый 1,1×3,5 мм (Nokia), круглый 2,1×5,5 мм, нажимная клемма.

Есть несколько способов определения средней скорости ветра на участке.

Способ №1. Информация в сети Internet и официальных источниках

Есть несколько сайтов, которые мы можем использовать для опре­деления средних скоростей ветра практически в любом регионе мира, например, http://firstlook.3tier. com

Сайт бесплатно предоставляет информацию о ветре на высотах 20, 50 и 80 м.

Способ №2; Данные метеослужбы или местного аэропорта

Для получения данных о скорости ветра можно также обратиться в местную метеослужбу или аэропорт. При этом нужно помнить, что у данных, которые они предоставляют, есть некоторые особенности. Рассмотрим их.

Усредненные данные. Обычно метеостанции округляют данные за некоторые промежутки времени, что не дает вам возможности уви­деть картину сезонности или изменения скорости ветра в зависимо­сти от времени суток.

Не всегда понятно, как трактовать показания применительно к вашему участку. Значительные расхождения в скорости ветра бывают при сдвиге измерительных приборов на 30—50 м в сторону, не говоря уже про расстояния в 2—5 километров и более. Также очень влияет разница ландшафта вашего объекта и ландшафта места, где находится метеослужба.

Высота замера. Скорость ветра может зависеть от высоты. Те данные, которые предоставляет метеослужба, обычно снимаются на высоте Юм. Пройдется встать с кресла и отойти от компьютера, чтобы это узнать!

Способ №3. Замер скорости ветра в будущем месте установки портативной метеостанцией

Преимущества. Достоинством такого подхода является высокая точность данных. При проведении работ по замеру скорости ветра на месте установки, можно установить датчики портативной метео­станции на необходимую высоту. Также можно установить несколько портативных метеостанции в разных местах участка, чтобы опреде­лить наиболее ветреное место для монтажа. Данный способ является наиболее объективным и дает самые точные показания по скорости ветра в месте установки.

Недостатки. Длительность времени замера. Для проведения объ­ективных замеров, необходимо устанавливать портативную метео­станцию на длительный срок — желательно не менее одного месяца. В идеальном варианте, портативная метеостанция должна снимать показания в течение целого календарного года, так как во всех регио­нах существует сезонность ветров (зимой, осенью и весной ветра сильнее). Короткий промежуток времени замера может не дать объ­ективной информации.

Стоимость проведения работ. Стоимость работ по замеру скорости ветра портативной метеостанцией в месте установки стоит дороже, чем общие среднестатистические данные от местных государственных метеослужб. Если вы хотите установить портативную метеостанцию на длительный срок или использовать для нескольких объектов, то имеет смысл приобрести данную систему, а не арендовать ее.

Создание лопастей

Походная ветроэлектростанция проста в изготовлении, не тре­бует особых материалов. Методика создания представлена на http:// www. freeseller. ru/. Электрическим генератором служит велосипедная «динамка», вал которой вращается с помощью пропеллера.

Лопасти пропеллера вырезаются из фанеры толщиной 3 мм и кре­пятся винтами М4 к втулке, выстроганной из деревянного бруска.

При изготовлении втулки надо учитывать следующее: лопасти устанавливают так, чтобы пропеллер вращался по часовой стрелке. В середине втулки сделайте отверстие диаметром немного меньшим, чем диаметр шкива генератора. В этом месте втулка усиливается металлической накладкой, которая прибивается мелкими гвоздями. Шкив во втулку надо запрессовать. Пропеллер накручивается на вал генератора и закрепляется гайкой. Чертежи походной ветроэлектро­станции показаны на рис. 1.45.

Эта гелиосистема была сконструирована болгарским инженером С. Станиловым и публиковалась в журналах «Направи сам» (НРБ) и «Моделист-Конструктор» (1989, №10). В конструкцию гелиосистемы входят (рис. 2.10):

♦ солнечный коллектор, состоящий из двух одинаковых блоков (при необходимости количество блоков можно увеличить);

♦ накопитель горячей воды;

♦ аванкамера.

При проектировании солнечного водонагревателя использовалось несколько хорошо известных принципов. Так, например, для самого нагревателя — «парниковый эффект», то есть свойство солнечных лучей беспрепятственно проходить сквозь прозрачную среду в зам­кнутое пространство и превращаться в тепловую энергию, уже не спо­собную преодолеть обратно прозрачную «крышу» установки.

А в гидравлической системе служит термосифонный эффект, то есть свойство жидкости при нагревании подниматься вверх, вытесняя при этом более холодную воду и заставляя ее перемещаться к месту нагрева.

Следует также отметить, что при разработке учитывался и эффект накопления и сохранения тепловой энергии: в установке «уловлен­ная» солнечная энергия, преобразованная в тепловую, аккумулиру­ется и сохраняется длительное время.

Все составные элементы водонагревателя должны быть доступны для изготовления своими силами и из таких полуфабрикатов или сырья, материалов, которые можно приобрести в открытой продаже либо подобрать из металлолома.

Рассмотрим принципы работы гелиосистемы (рис. 2.11 и рис. 2.12).

Заборная труба для
выхода горячей воды _
из накопителя"

«Горячая» труба _ солнечного коллектора’

Поплавковый клапан аванкамеры

— Аванкамера

_ Труба подвода холодной воды к аванкамере

_ Трубопровод подпитки накопителя

Водопроводный ’ ввод _ Подвод холодной ~ воды к смесителям

Теплоотражатель (оцинкованное кровельное железо или белая жесть) Теплоизолятор (пенопласт, стекло — или шлаковата) Усиление днища (деревянный брусок сечением 30×50 мм)

Коллектор — это трубчатый радиатор, заключенный в короб, одна из сторон которого застеклена. Радиатор сварен из стальных труб:

♦ для подводящей и отводной используются водопроводные тру­бы на 1 или на 3/4 дюйма;

♦ для решетки — тонкостенные трубы меньшего диаметра, напри­мер, труба 016×1,5 мм. Всего для одной решетки требуются 15 таких труб длиной около 1600 мм.

Короб коллектора — деревянный, собран из досок толщиной 25—30 мм и шириной 120 мм. Днище короба — из фанеры или же оргалита, оно усилено рейками сечением 30×50 мм. Короб рекомен­дуется тщательно теплоизолировать!

Сделать это можно с помощью упаковочного или строительного пенопласта: он укладывается на дно, поверх него закрепляется лист белой жести или оцинкованного кровельного железа, и сверху укла­дывается радиатор. Закрепляется радиатор в коробе хомутами из стальной полосы.

Трубы радиатора и металлический лист на дне короба окрашива­ются черной матовой краской.

Совет.

Покровное стекло желательно герметизировать, с тем, чтобы потери тепла за счет конвекции были минимальными. С внешней стороны короб желательно окрасить серебрянкой, с тем, чтобы уменьшить потери на теплоизлучение.

Все соединения — как сварные, так и резьбовые — должны быть строго герметичными. Соединение труб — стандартное, с помощью муфт, тройников и уголков с герметизацией пенькой и краской.

Накопителем теплоносителя может служить бак емкостью 200— 300 л. В принципе для этой цели годится и любая подходящая бочка.

Совет.

Если невозможно подобрать емкость нужной вместимости, исполь­зуйте две-три, соединив их с помощью труб в единую систему.

Накопитель также желательно теплоизолировать. Идеальным вари­антом будет размещение емкости (или емкостей) в дощатом или же фанерном коробе с заполнением межстеночного пространства любым теплоизолятором — строительным пенопластом, шлаковатой, сухими
опилками или даже рубленой соломой или сеном. С той же целью саму бочку (или бочки) желательно окрасить изнутри и снаружи серебрян­кой. Ею же следует окрасить короб и снаружи.

Аванкамера предназначена для создания в гидросистеме постоян­ного, не слишком высокого давления — 800… 1000 мм водного столба.

Примечание.

Если провести аналогию с системой охлаждения автомобиля, то можно сказать, что аванкамера играет здесь роль расширитель­ного бачка.

Изготовить ее можно из любого подходящего сосуда емко­стью 30—40 л, например, большого бидона или даже алюминиевой кастрюли той же вместимости. Аванкамера оснащается подпиты­вающим устройством, позволяющим ей работать в автоматическом режиме.

Его основа — поплавковый клапан, который применяется в быту для сливных бачков: его можно приобрести в магазинах сантехниче­ских изделий.

Сборка гелиосистемы начинается с размещения на чердаке дома накопителя в теплоизолирующем коробе и аванкамере. Масса запол­ненного водой накопителя получается значительной, поэтому следует убедиться, что перекрытия потолка в выбранном месте достаточно прочны и выдержат вес массивного бака.

Аванкамера размещается поблизости от накопителя таким обра­зом, чтобы уровень воды в ней превышал уровень воды в накопителе на 0,8—1 м.

Солнечные коллекторы располагаются с южной стороны дома под углом от 35 до 45° к горизонту. Размещать их лучше всего так, чтобы эти панели стали естественной кровлей дома или небольшой веранды.

Для того чтобы соединить все элементы солнечного водонагрева­теля в единую систему, понадобятся трубы двух сортаментов: «дюймо­вые» и «полудюймовые». С помощью последних монтируется высоко­напорная часть системы — от водопроводного ввода до аванкамеры, а также вывод нагретой воды из накопителя: «дюймовые» используются для низконапорной части нагревателя.

Примечание.

Следует отметить, что работоспособность системы в значи­тельной степени зависит от ее герметичности и от отсутствия воздушных пробок, поэтому к монтажу трубопроводов следует отнестись особенно аккуратно.

Все трубы желательно также окрасить серебрянкой и тщательно теплоизолировать — например, с помощью поролона и полиэтиле­новой ленты, которой полосы поролона прибинтовываются к трубе. Завершив эту операцию, лучше покрыть «забинтованную трубу сере­брянкой.

Заполнение системы водой осуществляется через дренажные вен­тили в нижней части радиаторов — в этом случае будет гарантия от появления в системе воздушных пробок. Процесс заполнения закан­чивается, когда из дренажной трубы аванкамеры польется вода.

Теперь подсоединяем аванкамеру к водопроводному вводу и открываем расходный вентиль. При этом уровень воды в аванкамере начнет снижаться до тех пор, пока не сработает поплавковый клапан. Подгибая держатель поплавка, можно добиться оптимального уровня воды в аванкамере.

После заполнения системы водой радиаторы тут же начнут нагре­вать ее — это происходит даже в облачную погоду. Теплая вода станет подниматься вверх, заполняя собой накопитель и вытесняя при этом холодную, которая поступит в радиатор.

Процесс происходив непрерывно — до тех пор, пока температура воды, поступающей в радиатор, не сравняется с температурой воды, поступающей из радиатора. При расходовании воды из накопителя уровень ее в аванкамере понизится; тогда сработает поплавковый кла­пан и дольет воду в аванкамеру.

Холодная вода из аванкамеры поступит в нижнюю часть накопи­тельной емкости, поэтому перемешивания воды практически не про­исходит. Теплая же вода забирается из самой верхней части накопи­теля.

Следует помнить, что в ночное время, когда температура на улице меньше, чем температура нагретой воды, солнечный водонагрева­тель с помощью радиатора начнет отапливать улицу — термосифон­ный эффект работает и в этом случае, перекачивая тепло в обратном направлении.

Совет.

В гидросистеме должен быть предусмотрен вентиль, препятству­ющий обратной циркуляции воды из радиаторов в накопитель, который имеет смысл перекрывать в вечернее и ночное время.

Подводку воды к мойке или к душу можно произвести с помощью стандартных смесителей. Мера эта отнюдь не лишняя: в солнечную погоду температура воды может достигать 80°, и пользоваться такой водой затруднительно. К тому же смесители позволят существенно экономить горячую воду.

В случае если производительность солнечного водонагревателя не устраивает, ее можно значительно увеличить, вводя в тепловую цепь дополнительные секции солнечных коллекторов — блочная конструк­ция установки вполне позволяет сделать это.