Автономные системы отопления и водоснабжения - мечта каждого владельца загородного дома. Приятно ни от кого не зависеть и брать у природы дармовую энергию, превращая ее в тепло для себя и своей семьи.
Автономные системы отопления и водоснабжения - мечта каждого владельца загородного дома. Приятно ни от кого не зависеть и безвозмездно брать у природы энергию, превращая ее в тепло для себя и своей семьи.
Солнечное тепло
Для солнечной энергетики существует специальное понятие - гелиоэнергетика (от греческого helios - солнце), а гелиоустановки - это устройства для преобразования солнечной энергии в другие ее виды. Они могут применяться для нагревания, охлаждения и опреснения воды, кондиционирования воздуха, выработки электроэнергии и др.
До недавнего времени солнечные системы не имели широкого распространения в силу сложности конструкций и высокой цены. Также среди недостатков таких систем были невысокая энергоэффективность, большие тепло-потери при температурах ниже нуля и низкой поглощающей способности коллектора. На сегодняшний день современные установки, наоборот, обладают определенными преимуществами, поскольку энергоэффективность их значительно увеличилась, ударостойкая герметичная конструкция коллектора практически не имеет теплопотерь, а срок эксплуатации может составлять 15-20 лет и более.
В конструкции гелиосистемы основным элементом является солнечный коллектор, или гелиоколлектор. Именно в поглощающей панели гелиоколлектора под воздействием солнечного излучения, а точнее инфракрасной его составляющей, и происходит преобразование солнечной энергии в тепловую. В результате панель разогревается, а прокачиваемый через нее жидкий теплоноситель отбирает полученное тепло. Тепло передается теплоносителем в бак-аккумулятор и далее по контуру нагрева воды (а возможно, и отопления), затем охлажденный теплоноситель возвращается в коллектор и вновь нагревается, так цикл замыкается. Таков принцип работы системы.
От эффективности работы солнечного коллектора в значительной степени зависит эффективность всей системы, поскольку чем больше солнечной энергии поглотит гелиоколлектор и чем меньше ее потеряет, тем лучше будет работать установка. Эффективный плоский гелиоколлектор сейчас работает со средним КПД в 60-70 %, но величина эта нестабильная и может определяться только для конкретных условий эксплуатации в отдельный момент времени. В частности, чем ниже требуемая температура нагрева, тем выше КПД гелиоколлектора, а применение более эффективного поглощающего покрытия в облачную погоду позволит увеличить производительность коллектора практически в полтора раза. Также на работу установки сильно влияет разница между температурой поверхности панели и окружающей среды -чем разница меньше, тем выше КПД из-за понижения теплопотерь.
Гелиосистемы разделяются по количеству контуров теплоносителя на одно- и двухконтурные, а по способу циркуляции теплоносителя -на системы с естественной циркуляцией, или термосифонные, и системы с принудительной циркуляцией.
В одноконтурных установках в солнечные коллекторы поступает и нагревается именно та вода, которая расходуется из бака-аккумулятора. Преимущество такого метода в простоте и наивысшем КПД системы в целом, недостаток - повышенные требования к качеству воды в плане чистоты и жесткости, вероятность коррозии из-за воздуха, который растворен в воде, и трудности в работе при минусовых температурах.
В двухконтурных системах применяется специальный теплоноситель - антизамерзающая жидкость, при этом тепловая энергия от него передается воде при помощи теплообменника, обычно «змеевика». Преимущества - повышенная надежность системы, поскольку не происходит выпадения солей, как в случае с водой, возможность безопасной работы при минусовых температурах, отсутствие необходимости в дополнительном обслуживании и длительный гарантированный эффективный срок эксплуатации - до 50 лет. Есть и недостатки - меньшая эффективность работы системы из-за дополнительных теплопотерь и необходимость периодической замены теплоносителя - примерно раз в 5-7 лет - после проверки состояния установки специалистом.
Принцип работы термосифонных систем с естественной циркуляцией состоит в следующем: разогретый теплоноситель переносится в верхнюю часть коллектора, в результате чего возникает разность давлений, и при подключении к установке бака, который находится выше нее, возникнет самопроизвольная циркуляция теплоносителя, скорость которой зависит от конструкции коллектора, интенсивности солнечного излучения и скорости охлаждения в теплообменнике.
В системах с принудительной циркуляцией в контуре коллекторного круга находится циркуляционный насос небольшой мощности, который принуждает теплоноситель перемещаться. Его работой управляет регулятор, а потребляемая мощность насоса намного меньше мощности вырабатываемой системой тепловой энергии. При этом в любой гелиосистеме имеется управляющая автоматика, которая может корректировать ее работу в зависимости от внешних факторов, например погоды, и давать команду на меньший нагрев в солнечный день, когда дом может прогреваться естественным путем через окна и стены.
При выборе гелиоустановки основными факторами являются предположительная температура воздуха в самый холодный период года и количество ясных дней.
Солнечные коллекторы могут устанавливаться на горизонтальной крыше или площадке возле дома, на наклонной крыше или стене, выходящих на юг, либо монтироваться непосредственно в крышу.
Гелиосистема - дорогое устройство со сроком окупаемости около 9 лет, но в недалеком будущем при нынешних темпах роста цен на энергоносители оно однозначно принесет выгоду. Так что при выборе обратите внимание на надежность оборудования. Кстати, чем больше солнечного света в той или иной местности, тем более низкие требования по энергоэффективности вы можете предъявлять к коллекторам при покупке. И наоборот, чем меньше солнечного света и чем холоднее зимой, тем сложнее и дороже будет гелиосистема. Ведь недорогой солнечный коллектор, прекрасно справляющийся со своей работой жарким летом в солнечную погоду, окажется совершенно бесполезным облачным зимним днем при морозе -10-15 °С.
Устройство гелиосистемы
1) солнечный коллектор; 2) комплексная распределительная гелиостанция; 3) бак-водонагреватель; 4) отопительный котел
Похожие статьи:
Новости → Octopus® — инновационное отопление
Строительство → Наладка системы отопления
Новости → Системы напольного обогрева
Новости → Электрокотел с системе отопления
Новости → Отопительная система ПЛЭН
(1).png)
