Сброс избыточного тепла — это контур теплосброса, как правило радиатор, фанкойл, контур бассейна или заглубленный трубный змеевик, который контроллер солнечной тепловой системы использует для отвода излишков тепла коллекторов, когда бак-накопитель полностью заряжен. Удерживая контур ниже условий стагнации, при которых плоские коллекторы могут достигать 160–200 °C, он защищает гликоль, уплотнения и расширительный бак от повторяющихся термических нагрузок.
Как работает сброс избыточного тепла?
Когда солнечный накопитель достигает максимально допустимой температуры, контроллер обычно просто останавливает насос — и тогда коллектор нагревается до своей температуры стагнации, обычно 160–200 °C для плоских коллекторов и выше для вакуумных трубчатых. Сброс тепла дает контроллеру третий вариант: вместо остановки он направляет поток через контур теплосброса — радиатор в гараже или на затененной стене, фанкойл, теплообменник бассейна или заглубленный грунтовый змеевик — и сбрасывает излишки, пока температуры коллектора не вернутся в безопасный диапазон. Коллектор продолжает работать при умеренной температуре, теплоноситель не кипит, и система проходит период избытка без нагрузок.
Когда нужен сброс избыточного тепла?
Когда система регулярно вырабатывает больше тепла, чем может накопить, и не может защитить себя иным способом. Классические причины — проект с высокой долей солнечного замещения (коллекторы, рассчитанные на зиму, которые летом сильно перепроизводят), здания, пустующие неделями летом — дачи, школы, сезонные гостиницы, — и системы, гликоль, компоненты или управление которых не рассчитаны на повторяющуюся стагнацию. Системы, достигающие стагнации лишь несколько дней в году, как правило, обходятся без него, потому что грамотно спроектированный контур рассчитан на то, чтобы пережить редкую стагнацию. Схема принятия решения разобрана в материале Нужен ли сброс тепла в солнечной системе горячего водоснабжения?
Что можно использовать для сброса тепла?
| Вариант сброса | Как сбрасывает | Примечания |
|---|---|---|
| Радиатор / конвектор увеличенного размера | Пассивно в воздух | Просто, бесшумно, без дополнительной электроэнергии; устанавливается там, где сбросное тепло безвредно |
| Фанкойл | Принудительным потоком воздуха | Компактен, высокая мощность; нужна электроэнергия, создает некоторый шум |
| Теплообменник бассейна | В воду бассейна | Превращает «отходы» в полезное тепло — лучший сброс — это потребитель |
| Заглубленный грунтовый змеевик | В почву | Незаметен; мощность зависит от условий грунта |
Мощность сброса следует подбирать по пиковой выработке поля коллекторов — в ясный летний день батарея плоских коллекторов дает порядка 600–700 Вт на м² апертуры, поэтому для поля 6 м² требуется около 4 кВт мощности сброса, чтобы удерживать температуры.
Каковы альтернативы сбросу избыточного тепла?
Их несколько, и часто они лучше. Система Drain-Back опорожняет коллекторы при каждой остановке насоса, делая перегрев физически невозможным. Конструкции с парообразованием (steam-back) позволяют контролируемой паровой пробке вытеснить теплоноситель в расширительный бак и просто переждать стагнацию. Контроллеры предлагают функции «отпуск» и ночного охлаждения, которое прокачивает горячую воду накопителя через коллекторы после наступления темноты для сброса тепла. А самое элегантное решение — на стадии проекта: честно подобрать площадь батареи по летней нагрузке или увеличить угол наклона коллекторов в пользу зимнего солнца. Эти стратегии сравниваются в материале Как не допустить перегрева солнечной тепловой системы летом?
Не теряется ли при сбросе тепла ценность солнечной энергии?
Только тепло, которому некуда было деться. Контур сброса включается исключительно выше порога отключения накопителя, поэтому он не выбрасывает ничего, что здание могло бы использовать в тот день. Инженерный взгляд прагматичен: повторяющаяся стагнация разрушает пропиленгликоль — сокращая интервал его замены — и нагружает уплотнения и мембраны, поэтому иногда выбросить несколько кВт·ч дешевле, чем заменять теплоноситель и компоненты. По возможности направляйте «отходы» туда, где они полезны, например в бассейн: производители, включая Solimpeks, подбирают поля коллекторов и накопители совместно именно для того, чтобы реальный избыток оставался небольшим.
Часто задаваемые вопросы
Обязателен ли сброс тепла в солнечных тепловых системах?
Нет. Хорошо спроектированные системы с правильно подобранными батареями, компонентами, выдерживающими стагнацию, и достаточным объемом расширения могут безопасно пережить редкую стагнацию. Сброс становится целесообразным, когда избыток возникает часто — при высокой доле солнечного замещения, летнем отсутствии жильцов или компонентах, не рассчитанных на стагнацию.
Какого размера должен быть радиатор для сброса тепла?
Подбирайте его по пиковой выработке поля коллекторов — примерно 600–700 Вт на м² апертуры при сильном солнце. Для бытовой батареи 4–6 м² поэтому требуется около 3–4 кВт мощности сброса, чтобы удерживать контур вне стагнации.
Может ли сброс тепла работать при отключении электроэнергии?
Контур сброса с насосом — нет: нет электричества — нет циркуляции. Это реальное ограничение: системы, полагающиеся на активный сброс, все равно должны выдерживать стагнацию либо использовать изначально отказобезопасную защиту, например Drain-Back, где коллекторы опорожняются самотеком при остановке насоса.
Где следует устанавливать радиатор для сброса тепла?
Везде, где сбрасываемое тепло безвредно или полезно и соблюдается практика защиты от замерзания: обычно это гараж, техническое помещение, северная стена или линия забора. Обеспечьте доступ к нему и подключите так, чтобы переключающий клапан при отказе переходил в безопасное положение.