Солнечная энергия

Термосифонная система

Определение

Термосифонная система — это солнечный водонагреватель, в котором вода циркулирует только за счет естественной конвекции: вода, нагретая в коллекторе, поднимается в бак, расположенный выше него, а более холодная вода из бака опускается обратно — без насоса, контроллера и электроэнергии. Это самая простая и самая распространенная конфигурация солнечного водонагрева в солнечном климате.

Термосифонный солнечный водонагреватель: бак-накопитель расположен выше коллектора; нагретая вода поднимается из верхней части коллектора в бак, а более холодная возвращается из нижней части бака к нижнему входу коллектора без насоса

Как работает термосифон

При нагревании вода расширяется и становится легче. В термосифонной системе бак-накопитель расположен выше коллектора, поэтому нагретая солнцем вода из коллектора естественным образом поднимается по соединительной трубе в бак, а более плотная холодная вода из нижней части бака стекает вниз ей на смену. Циркуляция продолжается ровно столько, сколько солнце отдает тепло, — это саморегулирующийся контур без движущихся частей.

Прямые и косвенные термосифонные системы

  • Прямая (открытый контур): через коллектор циркулирует сама питьевая вода. Максимальная эффективность, но только для регионов без заморозков и при хорошем качестве воды.
  • Косвенная (замкнутый контур): через коллектор циркулирует антифриз, который передает тепло в бак через рубашку или змеевиковый теплообменник. Стандартное решение для регионов с ночными заморозками — включая большую часть Турции и горные районы юга Европы.

Сильные стороны и ограничения

АспектТермосифонная системаСистема с принудительной циркуляцией
Потребность в электроэнергииНетНасос и контроллер
МонтажПростой, готовый комплект для кровлиСистема из отдельных компонентов с отдельным помещением для оборудования
СтоимостьСамая низкаяВыше
Расположение бакаОбязательно выше коллектора (на кровле)Любое (например, в подвале)
АрхитектураБак виден на кровлеВидны только коллекторы
Типичное применениеГВС для 1–2 семей, солнечный климатКомбинированное отопление, крупные системы

Заводские термосифонные системы испытываются как законченные изделия по EN 12976 и могут получать сертификат Solar Keymark как системы. Серия TSM компании Solimpeks (120–350 л) построена на этом принципе, а системы TSM 120–300 имеют сертификат Solar Keymark по EN 12976.

Часто задаваемые вопросы

Работает ли термосифон зимой?

Косвенные системы с гликолевыми контурами работают круглый год; выработка, естественно, следует за солнечной радиацией. В высоких широтах со слабым зимним солнцем их обычно дополняют резервным ТЭНом или используют для предварительного подогрева.

Почему бак должен быть выше коллектора?

Разность плотностей, вызывающая циркуляцию, невелика; движущее давление создается именно вертикальным смещением между горячим выходом коллектора и холодной нижней частью бака. Если установить бак ниже, ночью циркуляция меняет направление и охлаждает накопленную воду.

Источники и дополнительные материалы

Об авторе

Инженерная команда Solimpeks

Солнечные коллекторы и проектирование систем