Геліоенергетика для опалення та гарячого водопостачання

0
423
1 бал2 бали3 бали4 бали5 балів6 балів7 балів8 балів9 балів10 балів (1 голос(-ів), середній бал: 10.00 з 10)

В даний час виробники пропонують геліосистеми, що дозволяють отримувати гарячу воду і опалювати будинок без звичних енергетичних витрат – виключно за рахунок сонячного випромінювання.

Єдиний недолік таких систем – залежність від рівня інсоляції, та в ряді регіонів вони можуть працювати з повною ефективністю лише в теплу пору року, коли сонячного випромінювання досить.

Але навіть це є істотною підмогою для власника заміського будинку. Крім того, на ринку вже є всесезонні геліосистеми, які здатні як мінімум наполовину закрити проблему з опаленням в холодну пору року – і це за умови досить суворої зими і не дуже високого рівня інсоляції. Нижче ми розглянемо класифікацію геліосистем і принцип роботи сонячного колектора.

Принцип роботи геліосистеми з сонячним колектором, призначеної для гарячого водопостачання та опалення: 1 – сонячний колектор; 2 – гідроакумулятор; 3 – бойлер; 4 – гаряча вода

55Геліосистема для гарячого водопостачання та опалення

Класифікація та види геліосистем для опалення

Сучасні геліосистеми поділяються на одно- і двоконтурні.
У одноконтурної роль теплоносія грає вода. Така система використовується тільки в теплу пору року, при настанні холодів воду з неї необхідно зливати.
У двухконтурній роль теплоносія виконує антифриз, який здатний витримувати дуже низькі температури. Така система може експлуатуватися цілий рік.
Розрізняють також термосифонні і циркулярні геліосистеми.
У термосифонній використовується природна циркуляція рідини: тепла рідина піднімається, а холодна – опускається. При цьому накопичувальний бак повинен розташовуватися над колектором, що не завжди можливо.
Наприклад, якщо мова йде про оснащення геліосистемою існуючого будинку, доводиться враховувати потужність перекриттів: не всякі здатні витримати додаткову вагу накопичувального бака.
Знову ж якщо колектор розміщується на схилах даху, то накопичувальний бак, встановлений над колектором, може являти собою дуже оригінальний архітектурний дизайн.
Циркулярна система діє завдяки насосу, що дуже зручно: накопичувальний бак може розташовуватися яким завгодно чином.

Принцип роботи та особливості сонячного колектора

Основою геліосистеми є геліоустановка. Принцип роботи сонячного колектора відомий давно.
Мало не на кожній дачі в спекотні літні дні для підігріву води використовували металевий або пластиковий бак, пофарбований чорною фарбою і встановлений на даху душової кабіни.
Вода в ньому прогрівається під впливом сонячних променів і вже гаряча надходить в систему водопостачання. Подібні сонячні колектори донині застосовують у багатьох арабських країнах: рівень інсоляції в тому регіоні дозволяє підігрівати таким чином воду практично круглий рік.
І в селищах нерідко можна побачити величезні чорні баки, встановлені на дахах будинків.
Сучасному сонячному колектору не потрібен такий високий рівень інсоляції. Більш того, він може працювати навіть в похмурий день, хоча, звичайно, не настільки ефективно, як при ясному небі.
А геліоустановки з незамерзаючою рідиною здатні працювати і взимку. Єдине, що потрібно, – зчищати з них сніг.

22На малюнку будова сонячного колектора з незамерзаючою рідиною: 1 – пари етанолу; 2 вакуум (0,1 мбар); 3 – теплообмінник; 4 – рідкий етанол

Конструкція потребує очищення не тільки в холодну пору року. Будь-яке забруднення знижує ефективність колектора, тому періодично його потрібно промивати, видаляючи пил і бруд, які заважають проникненню сонячних променів.
Вартість геліоустановки, яку можна експлуатувати цілий рік, досить висока. Але навіть при недостатній інсоляції (при великій кількості похмурих днів і сніжної зими) вона окуплюєтьсч протягом п’яти років.
А якщо рівень інсоляції трохи вище, то період окупності скорочується до двох-трьох років.

Гарантійний же термін служби такого колектора – до 30 років, що робить подібну систему вельми привабливою.
ссВсесезонна геліоустановка влаштована за принципом судини Дьюара або звичайного побутового термоса: всередині однієї труби знаходиться інша, а теплоізоляцією між ними служить вакуум.
З таких труб, розташованих паралельно, і складається пристрій. Внутрішня труба має спеціальне покриття (геліотан), що утримує сонячну енергію.
Труби виготовляються з сита(матеріал зі зниженим вмістом заліза, що значно зменшує тепловтрати). У них знаходиться мідна пластина з геліотановим покриттям.
Подібний вакуумний колектор з тепловою трубою коштує дорожче інших моделей, зате суворою зимою колектор зберігає працездатність навіть при температурах до -45 ° С.
Все, що йому потрібно, – трохи сонячного світла, нехай навіть розсіяного. За рахунок високоселективного покриття внутрішньої труби вода в системі може прогріватися до +48 ° С при морозі на вулиці.

Плоскі сонячні колектори

плосНерідко застосовуються і плоскі сонячні колектори, які приваблюють споживачів помірною ціною і високим ККД (98%). У них поглиначем тепла служать металеві пластини (зазвичай з міді, так як вона відмінно проводить тепло і стійка до корозії).
Поверхня пластин має спеціальне покриття. Пластини розташовані в сіталових панелях, а дно і бічні стінки колектора захищені від тепловтрат за допомогою різних теплоізоляційних матеріалів.
Плоскі колектори використовуються в прямоточних геліосистемах, тобто в таких де тепло передається від сонця до теплоносія безпосередньо.
В якості робочої рідини (теплоносія) в колекторах використовується антифриз або вода.
Теплоносій, циркулює в колекторі, прогрівається під впливом сонячних променів і передає тепло воді (або інший робочої рідини) у теплообміннику.
У вакуумному колекторі з тепловою трубою теплоносієм служить рідина з низькою температурою кипіння. Закипаючи під впливом сонячних променів, ця рідина випаровується, пара піднімається вгору, нагріває воду (або іншу робочу рідину) в теплообміннику і, охолоджуючись, перетворюється в конденсат, який стікає назад в трубу.

кол Повітряний сонячний колектор

Схема будови повітряного колектора: 1 – перфоровані пластини; 2 – навколишнє повітря; 3 – повітряний простір; 4 – вентилятор; 5 – підігріте повітря.

Для підтримки в будинку комфортної температури в холодну пору року (навесні і восени) підходить повітряний сонячний колектор. Це дуже простий пристрій, призначений для сезонної роботи. Він може служити відмінною підмогою при організації опалювальної системи, що не залежить від зовнішніх ресурсів.
Повітря в системі циркулює за рахунок вентилятора, який може бути підключений до сонячної батареї для електроживлення. Сам колектор являє собою ящик, в якому міститься нагрівальний елемент – перфоровані пластини, пофарбовані в чорний колір для кращого поглинання сонячного випромінювання.
Зверху ящик закривається прозорою панеллю зі скла або оргскла, знизу знаходиться шар теплоізоляційного матеріалу, що запобігає тепловтрати.
Подібну систему можна придбати відносно недорого, а можна без особливих зусиль виготовити самостійно.
Робота повітряного сонячного колектора характеризується низьким ККД. Однак в якості додаткової (допоміжної) системи опалення для міжсезоння він відмінно підходить.

БЕЗ КОМЕНТАРІВ

Увійти за допомогою: 

НАПИСАТИ ВІДПОВІДЬ

Увійти за допомогою: