Конструкция и принцип работы: система двухконтурная с закрытым (герметичным) гелиоконтуром. В состоянии покоя (при отключенном циркуляционном насосе гелиоконтура), солнечные коллекторы заполнены воздухом, а весь теплоноситель находится ниже их уровня в трубопроводах, теплообменнике и/или специальном баке. При повышении температуры солнечных коллекторов до установленного значения, происходит включение насоса, при этом теплоноситель заполняет гелиоколлекторы (вытесняя воздух), а затем уже нагретым поступает в теплообменник, где отдает тепло воде. Когда работа заканчивается, насос останавливается и теплоноситель под собственным весом стекает вниз из коллекторов, которые снова заполняются воздухом.

Примерно 20-30 лет назад системы DrainBack в основном позиционировались как один из способов защиты от замерзания теплоносителя в гелиоколлекторах, т.к. если есть возможность смонтировать солнечные коллекторы и магистраль, чтобы теплоноситель не оставался на улице, то в качестве него можно использовать обычную воду, что повышает эффективность системы и снижает ее стоимость.

Но еще одним из преимуществ данных систем является возможность уберечь теплоноситель (особенно если используется антифриз на основе пропиленгликоля) от воздействия высоких температур стагнации (которые, даже в плоских коллекторах достигают 180-230^оС), т.к. в это время насос выключен и в коллекторах не остается теплоносителя. Именно поэтому системы DrainBack можно назвать «незакипаемыми».

Еще один термин – «переливные» также относится к данным системам, т.к. моментом фактического начала полезной работы, является момент перелива теплоносителя через верхнюю точку коллекторов.

В основном, конструкция DrainBack используется для небольших гелиосистем с одним контуром циркуляции и одной группой солнечных коллекторов.

Достаточно много подобных систем успешно работает и в Европе и в США.

Достоинства и недостатки «незакипаемой» системы (Drainback) по сравнению со стандартной циркуляционной системой под давлением.

Достоинства:

1. В некоторых случаях можно использовать воду в качестве теплоносителя не боясь что она замерзнет (повышение эффективности и снижение стоимости).
2. Более простой монтаж (ниже требования к герметичности, меньше элементов безопасности, нет проблем с завоздушиванием, которое может привести к отсутствию циркуляции).
3. При отсутствии отбора тепла (режим стагнации) нет воздействия высокой температуры на теплоноситель (дольше служит).
4. При выключенном насосе исключена возможность обратной самоциркуляции.
5. Возможен "горячий старт": если система была выключена и в данный момент солнечные коллекторы разогреты до высокой температуры (больше 130оС), есть возможность запустить ее принудительно, при этом сначала будет резкий скачок давления и температуры теплоносителя из-за образовавшегося пара, а затем система продолжит свою работу при нормальных температурах. *не рекомендуется постоянно использовать такой режим, т.к. это приводит к ускоренному старению теплоносителя.
6. Более низкая вероятность необходимого сервиса.
7. Подходящий вариант системы для ситуативного использования (например, на даче).
8. Несколько ниже цена (не нужен расширительный бак, воздухоотделитель и обратный клапан).

Недостатки:

1. Необходимость использования более мощных циркуляционных насосов (для преодоления дополнительного напора, который создает воздух в коллекторах и трубопроводе), соответственно больше электропотребление.
2. Постепенная внутренняя коррозия из-за постоянного присутствия воздуха в системе.
3. Возможно некоторое снижение выработки тепловой энергии из-за ограниченных рабочих температур. Это связано с тем, что система работает с более низким давление, поэтому нормальный выход из стагнации возможен при температурах ниже +110^оС (т.е. система раньше войдет в стагнацию и позже выйдет). Для сравнения: стандартная система может работать вплоть до температуры 130-135^оС.
4. Если в качестве теплоносителя используется антифриз на основе гликоля, то постоянное присутствие кислорода (из воздуха) в системе, совместно с возможными высокими температурами (например, при старте системы или работе на границе максимально-допустимой температуры нагрева бака) приводит к его окислению и разложению с образованием твердых отложений. Вероятность данного процесса в системах Drainback выше, чем это может происходить при высоких температурах стагнации в стандартных системах (при условии правильного монтажа и хорошего удаления воздуха).
5. Ограничение по монтажу и вариантам системы. Существует ряд жестких ограничений и правил в прокладке трубопроводов и размещению коллекторов, которые могут ограничить возможности и варианты реализации.

ВЫВОД: данные гелиосистемы уже доказали свою надежность и целесообразность! Но только в некоторых ситуациях они могут обладать реальными преимуществами. Выбор такой системы только по принципу отсутствия вероятности кипения теплоносителя (антифриза), не может являться ключевым фактором. Т.к. воздействие высокой температуры во время стагнации оказывает негативное воздействие и на саму поглощающую панель (линейные расширения вызывают повышенные механические нагрузки на соединение лист-труба, подсоединительные фитинги и уплотнения, а также ускоряет процесс старения самого поглощающего покрытия), поэтому рекомендуется, в принципе, избегать режимов стагнации! А данное проще и дешевле реализуется в стандартных системах. Фактическая разница в цене двух систем не на столько существенна, на сколько может быть существенна разница в электропотреблении насосов, которую также следует учитывать. Также следует учитывать влияние коррозии и температурной нагрузки на долговечность оборудования.

Нельзя сказать, что кипение антифриза на основе пропиленгликоля является ключевой проблемой. При правильном проектировании, монтаже и эксплуатации гелиосистемы, даже с многократными режимами стагнации в летний период (особенно в гелиосистемах рассчитанных на отопление), средний срок эксплуатации качественного теплоносителя может составлять примерно 10 лет.

Рисунок 1 - Пример теплоносителя после 8 лет эксплуатации в системе ГВС+ОТОПЛЕНИЕ (плоские коллекторы), в Севастополе.

pH=8 (должен быть не ниже 7), точка начала кристаллизации -27^оС (изначально было -30^оС). Т.е. теплоноситель полностью в норме.

Данный дополнительный бак должен с запасом вмещать весь объем теплоносителя, который, при включении насоса, занимает объем воздуха в коллекторах и трубопроводе. При этом, вытесняемый воздух поступает в этот бак. В связи с этим он должен быть выполнен из коррозионно-стойких материалов, выдерживать температуру до 130-140^оС и давление до 5 атм. Обычно используется теплоизолированные нержавеющие емкости, из-за чего их стоимость существенно превышает стоимость расширительного бака в стандартных системах.

Если Вы все же хотите именно гелиосистему DrainBack, ООО ПКК "СИНТЭК" может Вам предложить сбалансированный вариант по цене и электропотреблению. Учитывая, что объем жидкости в наших коллекторах SintSolar CS всего 0.9 л, поэтому в качестве бака обратной подачи можно использовать обычную медную трубу 42х1.5 мм с кратным шагом количеству коллекторов. Расположение такого «бака» на чердаке достаточно удобно, т.к. труба по ширине практически не превышает ширину зоны гелиоколлекторов, а толщина позволяет легко спрятать ее под отделку. Также цена этой медной трубы существенно ниже серийных баков обратной подачи из нержавеющей стали.

Мы провели соответствующие испытания, которые доказали удачность такого решения. Насос нужен лишь немного мощнее (либо включить следующий шаг скорости), чем в аналогичной стандартной системе. Также хочется отметить, что такая система может работать по стандартному алгоритму с возможностью автоматической регулировки оборотов насоса. В настройках автоматики необходимо лишь снизить температуру входа в стагнацию до +110^оС.

Рисунок 2 – Вариант реализации гелиосистемы SintSolar по принципу DrainBack.

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

Практически все гелиосистемы DrainBack базируются на «традиционных» напорных солнечных коллекторах, для работы которых в системах DrainBack требуется определенный дополнительный набор сопутствующего специфического оборудования и фитингов (бак обратной подачи, или более мощный насос с автоматикой и специальным алгоритмом работы).

( подробнее о модели - SintSolar DR )

Основной отличительной особенностью солнечного коллектора SintSolar DR является размещение бака обратной подачи внутри корпуса солнечного коллектора без уменьшения полезной площади поглощающей панели при сохранении габаритных размеров изделия. Для этого была разработана специальная поглощающая панель и решен ряд конструктивных вопросов с корпусом и соединениями. Также (в отличии от «традиционного» напорного гелиоколлектора) одну и ту же модель нельзя использовать для вертикального и горизонтального монтажа, поэтому отдельно сконструированы вертикальный (DR-V) и горизонтальный (DR-H) солнечный коллектор.

Инновационная конструкция незакипающего самосливного/переливного солнечного коллектора SintSolar DR позволила разработать новую упрощенную конфигурацию DrainBack гелиосистем:

    - для работы гелиосистемы не нужно учитывать перепад высот, поэтому подходит обычный циркуляционный насос;

    - из-за работы на низком давлении - меньше требований к гидравлическим соединениям;

    - нет риска распространения пара по магистралям во время стагнации, что также упрощает монтаж и повышает разнообразие вариантов размещения (фактически, теперь бойлер и насосный модуль могут располагаться в непосредственной близости к солнечному коллектору без риска повреждения температурой);

    - в режиме "горячего старта" встроенный бак обратной подачи сразу гасит избыточную температуру и конденсирует пар, в результате в магистраль уже поступает теплоноситель приемлемой температуры (до 100^оС);

    - не требуются специализированные навыки и инструмент для монтажа.

На базе солнечного коллектора SintSolar DR сконфигурированы три базовых комплекта незакипающих циркуляционных DrainBack гелиосистем легкого монтажа - SintSolar Easy Installation (EI). В данные комплекты включены все необходимое оборудование и комплектующие, необходимые для монтажа гелиоконтура.

Высокая актуальность использования гелиосистем SintSolar EI для бытового горячего водоснабжения частных жилых домов, квартир, дач и апартаментов – с полезной площадью солнечных коллекторов до 8м². Т.к. именно в небольших напорных и стандартных DrainBack гелиосистемах цена дополнительных комплектующих и работ занимают значительный процент в общей стоимости всей гелиосистемы. А монтаж гелиосистемы SintSolar EI на основе солнечного коллектора SintSolar DR происходит без сложных настроек и специальных дорогих элементов, что существенно снижает цену всей системы. При этом работа гелиосистемы SintSolar EI стабильна и бесперебойна в течение всего года.

Первая сборка гелиосистемы SintSolar EI-150H:

Видео "Первое знакомство"

"Видео-инструкция по монтажу на примере гелиосистемы SintSolar EI-150H"