Комплектация солнечной водонагревательной установки

При выборе комплектации системы нужно учитывать следующие простые правила.

1. Тип системы — интегрированная (пассивная циркуляция теплоносителя) или сплит (активная циркуляция теплоносителя).
   Интегрированная выбирается при сезонной эксплуатации коллектора, или если вы находитесь в регионе с мягкими зимами (много солнечных дней зимой, температура ночью не опускается ниже -10°С и т.п.). Во всех остальных случаях лучше выбрать сплит систему с заполнением солнечного контура незамерзающей жидкостью.
2. Размер солнечного коллектора и бака. Для типичного домовладения можно выбирать эти параметры исходя из следующих соотношений: 100 литров бака-аккумулятора на 1 человека, не менее 1 м² площади коллектора на каждые 100 л бака. Т.е. на семью из 3 человек нужен бак на 300 л и коллекторы общей площадью не менее 3 м².
   Более точно размеры бака и коллектора нужно рассчитывать в зависимость от количества потребляемой горячей воды, прихода солнечной радиации, климатических условий в месте установки и т.п.

Коллектор. Именно в поглощающей панели гелиоколлектора под воздействием солнечного излучения происходит преобразование солнечной энергии в тепловую, в результате, панель разогревается, а прокачиваемый через ее каналы жидкий теплоноситель отбирает полученное тепло.

Солнечные коллекторы желательно ориентировать в южном направлении, (допустимо отклонение без существенного снижения эффективности до 60°), но возможен вариант монтажа одной группы коллекторов на Запад, а другой на Восток. Для средней части России угол наклона коллектора 35-40° позволяет достичь максимальной эффективности в летний период; 50-60° целесообразен для солнечных коллекторов, которые эксплуатируются круглогодично (снижается эффективность в летний период, и увеличивается в остальной период года); под углом 80-90° коллекторы устанавливаются в системах, рассчитанных на зимний период работы, в частности для систем отопления, с целью снижения эффективности работы солнечных коллекторов в летний период.

Бак-теплообменник-аккумулятор. Специфика работы систем солнечного теплоснабжения заключается в необходимости аккумулирования солнечной тепловой энергии с целью ее использования в различное время суток, следовательно, в необходимости использования бака-аккумулятора. Данная необходимость обусловлена нестабильностью солнечного излучения в течение суток, в то время, как горячая вода и тепловая энергия для целей отопления необходима, в т.ч. когда солнечное излучение вообще отсутствует. Эффективность гелиосистемы значительно зависит от правильности выбора объема баков-аккумуляторов.

Все бойлеры должны устанавливаться в помещении, защищенном от атмосферных воздействий (не предназначены для работы на открытом воздухе).

С точки зрения использования водонагревателей в гелиосистемах можно выделить несколько типов:

1. Вертикальные баки косвенного нагрева. Могут использоваться как в системах с естественной, так и с принудительной циркуляцией теплоносителя.

   С одним теплообменником. Применяются в гелиосистемах, когда площадь одного теплообменника достаточна для отбора тепловой энергии устанавливаемой площади солнечных коллекторов и нет необходимости догрева от одноконтурных котлов (в качестве дублирующего источника устанавливается электрический ТЭН или догрев осуществляется с помощью двухконтурных котлов).
   С двумя теплообменниками. Применяется в гелиосистемах, для дублирования от одноконтурных котлов, а также, если есть необходимость отбора тепловой солнечной энергии на отопление. Если Вы монтируете котельную и планируете в будущем установить гелиосистему, целесообразно использовать одноконтурный котел и бак с двумя теплообменниками (на верхний подключить котел).
   

2. Горизонтальные баки косвенного нагрева. Объем бака 125-200 л. Используется в гелиосистемах с
   естественной циркуляцией теплоносителя, если нет возможности расположить бак вертикального исполнения (горизонтальный бак удобно располагается под коньком крыши). В других случаях рекомендуем использовать баки вертикального исполнения.

Контроллер — обязательный элемент гелиосистем с принудительной циркуляцией теплоносителя.
Он предназначен для управления процессом нагрева от солнца и контроля состояния гелиосистемы, а также, в зависимости от контроллера, может управлять и другими теплотехническими процессами в общей системе.
Контроллер получает информацию от датчиков температуры (один из которых обязательно находится в солнечном коллекторе) и выбирает необходимый режим работы.

Эффективность и безопасность гелиосистемы в значительной мере зависят от контроллера: правильности заложенных алгоритмов работы гелиосистемы, надежности элементов.

Насосная станция используется в гелиосистемах с принудительной циркуляцией (такая система на 30% эффективнее системы с естественной циркуляцией) и предназначена для обеспечения циркуляции теплоносителя в коллекторном круге (бак-коллекторы-бак).

Гидравлическое сопротивление коллекторного круга достаточно мало, это даёт возможность использовать маломощные насосы, потребляемая мощность которых ничтожно мала по сравнению с полученной тепловой энергией от солнечных коллекторов.

Мощность необходимого насоса зависит от нескольких факторов:

1. количество коллекторов;
2. используемый теплоноситель;
3. длина и диаметр трубопровода от солнечных коллекторов до бака.

Трубопровод (трубы и теплоизоляция). Трубы необходимо использовать металлические (медь, нержавеющая сталь), т.к. все известные нам пластиковые трубы не выдерживают возможные температуры (максимальная температура пара в контуре, даже неэффективных солнечных коллекторов, может достигать 150°С, а рабочая температура теплоносителя — 110°С). По этой же причине повышенные требования и к трубной теплоизоляции, которая должна выдерживать высокие температуры, а также не впитывать влагу и не давать усадку.

Удовлетворяет всем необходимым требованиям теплоизоляция из вспененного каучука. Для обеспечения достаточного снижения тепловых потерь в трубопроводе, а также в целях безопасности необходимо применять теплоизоляцию толщиной не менее 19 мм.

Запрещено использовать теплоизоляцию из вспененного полиэтилена, надетую непосредственно на трубу без температуроподавительного слоя.

Диаметры труб подбираются индивидуально, исходя из необходимого гидравлического сопротивления системы и расхода теплоносителя. Выбираемые параметры системы и диаметры труб должны быть согласованы с параметрами насосных станций.

Расширительные баки. Контур солнечных коллекторов – замкнутый, при изменении температуры изменяется объем жидкости и, чтобы компенсировать изменения в объемах, необходимо использовать расширительные баки.

Необходимые требования:

• рабочее давление 6 атм., максимальное 10 атм.
• для увеличения срока службы мембраны, необходимо создать азотную подушку.

Арматура. Основные требования к арматуре для систем солнечного теплоснабжения как и для любых других элементов системы — длительный срок эксплуатации и надежность.

Опорные металлоконструкции. Все конструкции и крепежные элементы изготавливаются из коррозионно-устойчивых материалов (нержавеющая сталь или анодированный алюминий) и рассчитаны на скорость ветра 30 м/с.

Эта статья прочитана 7158 раз(а)!

Продолжить чтение