Солнечная система Drain-Back самотеком сливает теплоноситель из коллекторов в расположенную внутри здания емкость при каждой остановке насоса, поэтому коллекторы остаются сухими во время мороза и стагнации. Один этот механизм решает и проблему замерзания, и проблему перегрева, не завися от состояния гликоля, ценой строгих правил монтажа: непрерывного уклона труб не менее примерно 2 % в сторону емкости и коллектора, рассчитанного на полное опорожнение.
Что происходит внутри системы Drain-Back при остановке насоса?
Контур заполнен жидкостью лишь частично; остальное — воздух (или инертный газ) в дренажной емкости, установленной выше накопителя, внутри здания. Когда контроллер запускает насос, жидкость выталкивается вверх в коллекторы, а вытесненный воздух возвращается в емкость; затем тепло поступает в бойлер точно так же, как в любой системе с насосом. В момент остановки насоса — конец солнечного дня, полный бак, отключение электричества, неисправность контроллера — сила тяжести стягивает каждую каплю жидкости вниз из коллектора и кровельных трубопроводов обратно в емкость. На стороне кровли остается только воздух, который не замерзает и не кипит. Защита поэтому — состояние системы по умолчанию, обеспеченное физикой, а не химией или автоматикой.
Почему Drain-Back решает и замерзание, и перегрев?
Потому что оба вида отказа требуют жидкости в коллекторе, а простаивающий коллектор Drain-Back ее не содержит. Зимой на кровле нечему замерзать, поэтому системе не нужно поддерживать концентрацию антифриза — сравните таблицы гликоля в материале как защитить солнечную систему от замерзания. Летом, когда бак полон, контроллер просто останавливает насос: жидкость уходит внутрь здания, а пустой коллектор находится при своей температуре стагнации, и ничего в нем не закипает, — идеально для загородных домов и зданий с малым летним потреблением, которым иначе потребовались бы меры, описанные в материале как предотвратить перегрев солнечной системы летом. Многие системы Drain-Back работают на простой или деминерализованной воде, что исключает замену гликоля из графика обслуживания; компромисс в том, что насос должен преодолевать статическую высоту, чтобы каждое утро заново заполнять поле, поэтому подбор насоса отличается от герметичной гликолевой системы.
Каковы правила проектирования надежной установки Drain-Back?
Drain-Back не прощает небрежной обвязки — слив и есть система безопасности, поэтому он должен срабатывать каждый раз.
| Правило | Почему это важно |
|---|---|
| Непрерывный уклон (≥ ~2 %, то есть 2 см на метр) от коллектора к емкости | Любой горизонтальный или поднимающийся участок оставляет жидкость, которая может замерзнуть |
| Никаких U-образных изгибов, провисаний и гидрозатворов на стороне кровли | Одна низкая точка удерживает воду в зоне мороза |
| Коллектор, совместимый с Drain-Back (дренируемая схема абсорбера) | Змеевидные абсорберы с «карманами» удерживают жидкость после остановки насоса |
| Емкость рассчитана на полный объем коллекторов + кровельных труб | Малые емкости оставляют жидкость выше линии кровли |
| Насос выбран по напору заполнения, а не только по циркуляции | Насос должен поднять жидкость к верху поля при пуске |
| Правильный объем жидкости — частичное заполнение, проверенное при пусконаладке | Переполнение лишает систему воздушной подушки; при недоливе не хватает расхода |
Эти правила делают Drain-Back несколько менее гибким в трассировке, чем герметичная система, — длинные горизонтальные участки и сложные кровли обычно служат причиной отказа от него.
Какие коллекторы подходят для Drain-Back?
Коллекторы, внутренние каналы которых полностью опорожняются под действием силы тяжести: меандровые и арфовые схемы, спроектированные без «карманов» для жидкости и установленные под указанным уклоном. Solimpeks выпускает специальный вариант своей линейки плоских коллекторов для Drain-Back — Wunder ALS DRAIN, сертифицированный по Solar Keymark по лицензии 011-7S2021 F, — именно потому, что стандартные контуры абсорберов не всегда дренируются. Вакуумные трубчатые коллекторы с тепловыми трубками внутри в целом не подходят для классической гидравлики Drain-Back; на практике эта концепция относится к плоским коллекторам.
Drain-Back или гликоль: что выбрать?
Выбирайте Drain-Back, если монтаж позволяет соблюсти правила уклона труб, а профиль использования включает периоды простоя — загородные дома, сезонные здания или владельцев, желающих минимального обслуживания теплоносителя. Выбирайте герметичную гликолевую систему, когда трасса не гарантирует непрерывный уклон, когда поле находится далеко от технического помещения или когда опыт монтажника склоняет к традиционному подходу. По отдаваемой энергии они сопоставимы; разница в том, куда направлены инженерные усилия — в геометрию монтажа (Drain-Back) или в многолетний уход за теплоносителем (гликоль). Обеим системам нужна одна и та же ежегодная проверка, описанной в контрольном списке обслуживания солнечной системы.
Часто задаваемые вопросы
Нужен ли антифриз солнечной системе Drain-Back?
Обычно нет — коллекторы стоят пустыми, когда насос выключен, поэтому на кровле нечему замерзать. Некоторые монтажники все же используют слабую смесь гликоля как подстраховку для внутренних трубопроводов, проходящих через неотапливаемые помещения.
Что происходит с системой Drain-Back при отключении электричества?
Ровно то, что и должно: насос останавливается, а жидкость самотеком сливается во внутреннюю емкость. В отличие от систем, полагающихся на циклы защиты от замерзания с питанием от сети, система Drain-Back наиболее безопасна именно тогда, когда пропадает электричество.
Можно ли переделать мою существующую гликолевую солнечную систему на Drain-Back?
Редко стоит. Трассу труб нужно перепроектировать под непрерывный уклон, коллектор должен быть дренируемой конструкции, а насос и емкость придется добавить. Переделка, по сути, равна строительству новой системы; Drain-Back лучше выбирать на этапе проектирования.
Менее ли эффективна система Drain-Back, чем герметичная гликолевая система?
Суточная выработка сопоставима. Вода на самом деле переносит тепло немного лучше, чем смеси гликоля; небольшие потери — это энергия утреннего заполнения и строгая геометрия. За год обе архитектуры дают схожую долю солнечного замещения при хорошем проектировании.